本文選題：巡線機器人　切入點：結構設計　出處：《西南石油大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目前電纜檢測常用方法效率不高、費用昂貴,隨著現(xiàn)代化技術的發(fā)展,電纜檢測需要鋼絲繩爬行器攜帶儀器檢測鋼絲繩代替以往由人工巡檢或直升機巡檢的方式,而目前制約鋼絲繩爬行器發(fā)展的主要因素是機械結構難以滿足跨越障礙物的要求。本文對巡線機器人技術及國內外研究現(xiàn)狀進行調研、分析,提出一種新型的爬行器結構設計方案,完成的主要工作有以下幾個部分：本文首先對巡線機器人技術及國內外研究現(xiàn)狀進行調研,并根據(jù)障礙物的特點運用仿生學原理模仿樹懶爬行動作提出三種不同的鋼絲繩爬行器結構方案,通過對三種不同結構方案的優(yōu)、缺點進行對比分析,得出一種相對較優(yōu)的結構。其次利用三維造型軟件Solidworks初步建立了該機構的三維模型,通過對爬行器的關鍵受力部件進行力學分析、計算,參考國家標準選擇相應的部件的尺寸、型號,利用Simulation模塊對其添加模擬負載進行靜力學仿真分析,并且為了提高電池的使用效率,對關鍵部位進行了尺寸的優(yōu)化設計。再次利用機械系統(tǒng)動力學仿真分析軟件Adams對機構滑臺和伸縮板動作進行動態(tài)仿真分析。在負載和摩擦力的條件下,得到零部件的位移、速度、加速度、力矩等變化曲線,驗證了動作規(guī)劃與電機選型的合理性。最后分別用VB軟件和Keil軟件編寫爬行器的上位機控制程序、單片機程序,并利用Hot-51開發(fā)板進行程序的調試和電機控制模擬,驗證了上位機能夠通過軟件和下位機對爬行器的各個電機進行實時的控制。
[Abstract]:At present, the common methods of cable detection are not efficient and expensive. With the development of modern technology, cable detection needs wire rope crawler to carry instrument to detect wire rope instead of manual inspection or helicopter inspection. At present, the main factor that restricts the development of wire rope crawler is that the mechanical structure is difficult to meet the requirements of crossing obstacles. A new type of crawler structure design scheme is proposed. The main work accomplished is as follows: firstly, this paper investigates the technology of inspection robot and the research status at home and abroad. According to the characteristics of obstacles, three different structural schemes of wire rope crawler are put forward by imitating sloth crawling movement based on the principle of bionics. The advantages and disadvantages of three different structural schemes are compared and analyzed. A relatively better structure is obtained. Secondly, the 3D model of the mechanism is established by using the 3D modeling software Solidworks. Through the mechanical analysis and calculation of the key force components of the crawler, the dimensions of the corresponding components are selected with reference to the national standards. Model, using Simulation module to carry on static simulation analysis to add analog load, and in order to improve the efficiency of battery, The optimization design of the key parts is carried out, and the dynamic simulation analysis of the mechanism slide and the expansion plate is carried out by using the mechanical system dynamics simulation software Adams. Under the condition of load and friction, the displacement of the parts is obtained. The changing curves of speed, acceleration and torque verify the rationality of action planning and motor selection. Finally, the upper computer control program and single chip computer program of crawler are written by VB and Keil software, respectively. The Hot-51 development board is used to debug the program and simulate the motor control. It is verified that the upper computer can control the crawler motor in real time through software and lower computer.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM75

【參考文獻】

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本文編號：1589250