液下攪拌機(jī)器人定位導(dǎo)航系統(tǒng).pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)得以迅速發(fā)展。機(jī)器人已被應(yīng)用于各種行業(yè)中，幫助人類完成各種重復(fù)、危險(xiǎn)，甚至是人類無(wú)法完成的工作。本課題組研究的是一種工作在水煤漿下的機(jī)器人，可代替大型攪拌機(jī)械，自主完成攪拌任務(wù)，攪拌達(dá)到小型經(jīng)濟(jì)化、智能性。 機(jī)器人在行走過(guò)程中需實(shí)時(shí)獲取其位置及姿態(tài)信息，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的獲取這些信息是機(jī)器人完成攪拌任務(wù)的關(guān)鍵。本文論述的就是機(jī)器人的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。 通過(guò)研究現(xiàn)有的定位導(dǎo)航技術(shù)，

2、結(jié)合本機(jī)器人工作的環(huán)境特點(diǎn)，選用超聲波測(cè)距來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位。本文詳細(xì)分析超聲波的特點(diǎn)，并在水煤漿管道中試驗(yàn)超聲波傳感器的性能，結(jié)果表明超聲波可在水煤漿中穩(wěn)定傳播。超聲波傳感器的選用極其重要，給出選用原則。根據(jù)選用傳感器特點(diǎn)和課題組已有研究成果，設(shè)計(jì)了在機(jī)器人車體上安裝一個(gè)或兩個(gè)發(fā)射超聲波傳感器，在水煤漿罐壁上安裝三個(gè)接收傳感器的傳感器布局方式，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證布局方案可行。 結(jié)合罐底實(shí)際環(huán)境，利用地磁原理，選用電子羅盤HMR3000獲

3、取機(jī)器人的姿態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能導(dǎo)航。 分析集中式和分布式數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)，構(gòu)建下位機(jī)為單片機(jī)、上位機(jī)為工控機(jī)的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于溫度對(duì)測(cè)距結(jié)果影響較大，選用DS18820測(cè)溫，對(duì)超聲波波速進(jìn)行修正。設(shè)計(jì)超聲波信號(hào)調(diào)理電路，測(cè)溫電路、羅盤信息獲取方法。給出求兩圓相交的算法和坐標(biāo)變換公式，給出三點(diǎn)定位數(shù)學(xué)模型和求交點(diǎn)的方法，給出航向推測(cè)的數(shù)學(xué)模型和修正方法。給出詳細(xì)的下位機(jī)和上位機(jī)的軟件編程思想和流程圖。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證定