“穿地龍”機(jī)器人檢測(cè)及控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、“穿地龍”機(jī)器人是一種可在土中自行行走的裝置。它由計(jì)算機(jī)控制，在地表的一端進(jìn)入土中，按預(yù)定設(shè)計(jì)的軌跡前進(jìn)，行進(jìn)中可以隨時(shí)改變方向繞過(guò)障礙物或修正偏差，最后，從地表的另一端指定位置穿出。它主要能夠?qū)崿F(xiàn)PE或PVC管、電纜、光纜等管線的地下鋪設(shè)?！按┑佚垺睓C(jī)器人屬特種作業(yè)機(jī)器人，在利用非開(kāi)挖技術(shù)進(jìn)行地下管線鋪設(shè)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文的研究工作是結(jié)合黑龍江省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃(攻關(guān))項(xiàng)目“穿地龍”機(jī)器人樣機(jī)研制開(kāi)展的。針對(duì)機(jī)器人土中

2、作業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)，主要進(jìn)行了機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)、檢測(cè)及控制系統(tǒng)、位姿檢測(cè)系統(tǒng)、誤差分析及誤差的補(bǔ)償?shù)认嚓P(guān)問(wèn)題的研究工作。 論文介紹了國(guó)內(nèi)外氣動(dòng)沖擊矛技術(shù)和鉆孔導(dǎo)向儀的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了軌跡可控的氣動(dòng)沖擊矛的檢測(cè)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀。 通過(guò)對(duì)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外小直徑地下管線典型施工鉆孔方案的分析，得出將轉(zhuǎn)向力矩的產(chǎn)生移至土中機(jī)器人本體上的“穿地龍”機(jī)器人總體方案。 通過(guò)對(duì)“穿地龍”機(jī)器人檢測(cè)及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的分析研究，得出了檢測(cè)與控制

3、系統(tǒng)建立過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，提出了采用多傳感器檢測(cè)機(jī)器人在土中位置與姿態(tài)的方法，同時(shí)設(shè)計(jì)了光電檢測(cè)裝置硬件電路，取得了較好的效果，為進(jìn)一步進(jìn)行“穿地龍”機(jī)器人研究工作提供了新的條件。 討論了“穿地龍”機(jī)器人位姿檢測(cè)系統(tǒng)的誤差的種類及來(lái)源，并對(duì)其進(jìn)行詳盡仔細(xì)的分析研究。 以“穿地龍”機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)的各種誤差為根據(jù)，進(jìn)行有效的誤差補(bǔ)償，從而保證了機(jī)器人具有良好的姿態(tài)調(diào)節(jié)能力。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果表明，可以保證機(jī)器人在土中按照預(yù)定的