管道機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、隨著管道廣泛應(yīng)用于煤氣、石油、水和中央空調(diào)通風(fēng)管道等多個(gè)領(lǐng)域，管道機(jī)器人有著廣泛的應(yīng)用前景和社會(huì)需求，現(xiàn)已成為特種機(jī)器人的一個(gè)重要分支，和空中機(jī)器人、水下機(jī)器人一起成為近年來大力開發(fā)的三種特種機(jī)器人。 管道機(jī)器人也是多個(gè)學(xué)科技術(shù)的綜合，涉及到機(jī)械工程、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能和電子技術(shù)等多種學(xué)科。目前，管道機(jī)器人的發(fā)展主要集中在機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、傳感器、智能控制、微型化和供電、通訊等方面的創(chuàng)新和開發(fā)上。 本論文基于

2、國內(nèi)外已經(jīng)取得的科研成果，針對(duì)中央空調(diào)通風(fēng)管道系統(tǒng)的特點(diǎn)，從特種管道機(jī)器人及其控制技術(shù)的若干問題進(jìn)行了研究和開發(fā)。主要的工作包括管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和智能控制。 1、在查閱和掌握大量有關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)原理和方式、移動(dòng)原理以及機(jī)械結(jié)構(gòu)。在綜合考慮各種因數(shù)的基礎(chǔ)上，確定了管道機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)，指出了在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)應(yīng)考慮的主要問題。 2、針對(duì)中央空調(diào)通風(fēng)管道系統(tǒng)復(fù)雜多變的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了履帶式管道機(jī)器

3、人機(jī)械結(jié)構(gòu)，闡述了履帶式機(jī)器人的組成與特點(diǎn)。 該機(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)獨(dú)特、簡單、實(shí)用、牽引力大和穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，移動(dòng)機(jī)構(gòu)既能夠適應(yīng)多種方形管道和圓形管道，還可以適應(yīng)變徑園管；毛刷機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，滿足方管和圓管的不同需求。 3、對(duì)履帶式移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行了受力分析和動(dòng)力學(xué)分析，討論了機(jī)器人的通過性、自定心效應(yīng)和側(cè)傾問題。 4、根據(jù)履帶式機(jī)器人滑動(dòng)嚴(yán)重、難以建立精確的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和非完整性約束系統(tǒng)的特性