穿地龍機(jī)器人控制及檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、“穿地龍”機(jī)器人是一種在土中自行行走的裝置，在地表的一端進(jìn)入土中，行進(jìn)中可以隨時改變方向?qū)崟r修正偏差，使機(jī)器人可按預(yù)定規(guī)劃軌跡前進(jìn)，最后，從地表的另一端指定位置穿出。它主要用于PE或PVC管、電纜、光纜等小直徑管線的地下非開挖鋪設(shè)。 本文主要以液壓驅(qū)動“穿地龍”機(jī)器人的控制及檢測系統(tǒng)為研究對象。通過對目前國內(nèi)外氣動及液動小孔徑地下穿孔設(shè)備的研究，設(shè)計了“穿地龍”機(jī)器人液壓系統(tǒng)總體方案，內(nèi)容包括基于PWM高速開關(guān)閥控的機(jī)器人液壓沖

2、擊系統(tǒng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計，提出了轉(zhuǎn)向回路液壓自鎖方案；分析了機(jī)器人的轉(zhuǎn)向機(jī)理，為機(jī)器人轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。 針對“穿地龍”機(jī)器人的工作環(huán)境，設(shè)計了基于PC機(jī)和單片機(jī)的二級計算機(jī)硬件控制系統(tǒng)，及基于數(shù)字羅盤和測距傳感器的位姿檢測方案，完成包括高速開關(guān)閥驅(qū)動控制電路、串行通訊電路、A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計；采用模塊化的設(shè)計思想設(shè)計了下位機(jī)軟件，對上位機(jī)軟件進(jìn)行了初步研究。針對機(jī)器人土中作業(yè)環(huán)境非線性的特點(diǎn)，設(shè)計了參數(shù)自整定模糊PID控