本文關(guān)鍵詞：高酸性氣體實驗室送取樣機器人的設(shè)計　出處：《西南石油大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 高酸性氣體實驗室 送取樣機器人 全向移動平臺 機械臂

【摘要】：高酸性氣體實驗室是基于高酸性氣藏而建立的科研試驗平臺,主要通過高含硫天然氣在不同溫度與壓力條件下對材料進行耐酸性腐蝕測定。在測定過程中,操作人員需要將待腐蝕的材料樣片掛在掛片器上并放入實驗室內(nèi)的試驗管中,待試驗完畢后從試驗管中取出掛片器進行后續(xù)測定分析。在送取樣過程中,可能會存在因傳感器失靈、操作流程錯誤、防護措施不當?shù)仍蛟斐刹僮魅藛T在樣品送取時吸入試驗環(huán)境周圍殘留的硫化氫氣體,使人體受到損害,甚至導致嚴重的試驗事故。因此,對送取樣過程進行自動化升級,輔助操作人員完成高酸性氣體實驗室中待測樣片的送取樣過程是目前高酸性實驗室建設(shè)過程中的新熱點。本文基于普光氣田投入建設(shè)的國內(nèi)首個高酸性氣體實驗室的環(huán)境特點,結(jié)合待測樣片送取的具體操作流程,設(shè)計了一種輔助操作人員完成待測樣片送取的送取樣機器人。送取樣機器人主要由全向移動平臺、四自由度機械臂和機械手組成。通過機載攝像頭和無線圖傳模塊將送取樣機器人的第一人稱主視角傳輸至控制室,從而使操作人員能夠進行遠程遙控,完成一些較為復(fù)雜的開關(guān)試驗管閥門和送取樣的操作。文中首先研究并確定了送取樣機器人的性能指標,設(shè)計完成了送取樣機器人的總體方案。接著利用三維建模軟件對送取樣機器人的機械本體,全向移動平臺、四自由度機械臂和機械手三個主要部分進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計；建立了采用麥克納姆輪方案的移動平臺的全向運動數(shù)學模型,建立了送取樣機器人四自由度機械臂的正、逆運動學模型；根據(jù)送取樣機器人的控制需求,完成了送取樣機器人的控制電路設(shè)計,以及對遙控器和無線圖傳進行選型；完成了全向移動平臺直流電機的雙閉環(huán)調(diào)速控制算法和機械臂在關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間上的軌跡規(guī)劃算法的設(shè)計。最后本文通過對原理機的制作,對送取樣機器人的原理性的驗證結(jié)果表明,論文完成的送取樣機器人理論正確、結(jié)構(gòu)合理、操作便利。證明了該送取樣機器人具有良好的實用性。
[Abstract]:High acid gas laboratory is a scientific research and test platform based on high acid gas reservoir, mainly through the acid corrosion resistance of materials under different temperature and pressure conditions. The operator needs to hang the sample of the material to be corroded and put it into the test tube in the laboratory. After the test, the material sample will be removed from the test tube for follow-up analysis. There may be some reasons such as sensor failure, wrong operation process, improper protective measures, etc., which may cause the operators to breathe hydrogen sulfide gas around the test environment when the samples are taken, and the human body will be damaged. It even leads to serious test accidents. Therefore, the sampling process is automatically upgraded. It is a new hot point in the construction of high acid gas laboratory that the assistant operator completes the sampling process of the samples to be tested in the high acid gas laboratory. This paper is based on the first domestic high acid gas experiment in Puguang gas field. The environmental characteristics of the room. Combined with the concrete operation flow of the sample to be tested, a sampling robot is designed for the auxiliary operator to complete the sampling of the sample to be tested. The sampling robot is mainly from the omnidirectional mobile platform. Through the airborne camera and wireless graphic transmission module, the first person main visual angle of the sampling robot is transmitted to the control room, so that the operator can remote control. Some complicated operation of the valve and sampling are completed. Firstly, the performance index of the robot is studied and determined. Design and complete the overall scheme of the sampling robot. Then use three-dimensional modeling software to the mechanical body of the sampling robot, omnidirectional mobile platform. Three main parts of the four-degree-of-freedom manipulator and manipulator are designed. The mathematical model of omnidirectional motion of the mobile platform with McNum wheel scheme is established, and the forward and inverse kinematics models of the four-degree-of-freedom robotic arm of the sampling robot are established. According to the control requirements of the sampling robot, the control circuit design of the sampling robot is completed, and the remote control and wireless graphic transmission are selected. The double closed loop speed control algorithm of DC motor of omnidirectional mobile platform and the trajectory planning algorithm of manipulator in joint space and Cartesian space are designed. Finally, the principle machine is made in this paper. The experimental results show that the theory of the robot is correct, the structure is reasonable and the operation is convenient. It is proved that the robot has good practicability.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 段齊駿;機器人工作空間配置的可靠性規(guī)劃[J];機械科學與技術(shù);2004年02期

2 鐘勇,朱建新;一種新的機器人工作空間求解方法[J];機床與液壓;2004年04期

3 張培艷,呂恬生,宋立博;排球機器人動作規(guī)劃方法研究[J];機床與液壓;2004年06期

4 曹毅,王樹新,李群智;基于隨機概率的機器人工作空間及其面積求解[J];制造業(yè)自動化;2005年02期

5 胡磊;劉文勇;王豫;欒勝;;骨科機器人空間設(shè)計方法研究[J];機器人;2006年04期

6 石磊;;松協(xié)調(diào)下雙臂機器人的協(xié)作工作空間計算[J];微計算機信息;2007年24期

7 許衛(wèi)斌;平雪良;應(yīng)再恩;杜永忠;李正洋;;6R型串聯(lián)機器人工作空間快速求解方法[J];機械設(shè)計;2013年06期

8 王興海,周迢;機器人工作空間的數(shù)值計算[J];機器人;1988年01期

9 郭明,周國斌;多關(guān)節(jié)機器人工作空間的分析與評價方法[J];機器人;1988年04期

10 陳國欣,李誠琚;計算機繪圖在機器人工作空間分析中的應(yīng)用[J];機器人;1988年05期

相關(guān)會議論文 前6條

1 范守文;徐禮鉅;;機器人工作空間分析的解析法[A];第十四屆全國機構(gòu)學學術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機構(gòu)學學術(shù)交流會論文集[C];2004年

2 殷子強;張廣軍;袁新;趙慧慧;吳林;;人機交互式機器人弧焊再制造系統(tǒng)設(shè)計[A];第十六次全國焊接學術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

3 范波濤;閆成新;;噴漿機器人靈巧度分析[A];面向21世紀的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

4 海丹;劉玉鵬;鄭志強;;四輪全向機器人的設(shè)計與控制方法[A];2005中國機器人大賽論文集[C];2005年

5 高理富;宋寧;;Puma控制器改造中的控制算法探究[A];2003年中國智能自動化會議論文集（上冊）[C];2003年

6 徐曉;翟敬梅;謝存禧;;機器人柔性裝配單元的設(shè)計[A];第十屆粵港機電工程技術(shù)與應(yīng)用研討會暨梁天培教授紀念會文集[C];2008年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 蔣峻;具有力感知的腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)從動機器人的研究[D];上海交通大學;2014年

2 管小清;冗余度涂膠機器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京理工大學;2015年

3 杜海艷;MRI環(huán)境下乳腺介入機器人穿刺路徑規(guī)劃研究[D];哈爾濱理工大學;2015年

4 李騰飛;籠養(yǎng)蛋雞健康行為監(jiān)測機器人系統(tǒng)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2016年

5 李睿;機器人柔性制造系統(tǒng)的在線測量與控制補償技術(shù)[D];天津大學;2014年

6 趙燕鵬;長骨骨折精準手術(shù)機器人系統(tǒng)研究[D];中國人民解放軍醫(yī)學院;2016年

7 黃彪;枇杷剪枝機器人關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華南理工大學;2016年

8 陳健;面向動態(tài)性能的工業(yè)機器人控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

9 杜亮;六自由度工業(yè)機器人定位誤差參數(shù)辨識及補償方法的研究[D];華南理工大學;2016年

10 韓金華;護士助手機器人總體方案及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 鄭為湊;輕工包裝機器人專用運動控制系統(tǒng)研究[D];江南大學;2015年

2 齊龍;基于視覺的6自由度機器人焊接控制研究[D];燕山大學;2015年

3 彭真;典型工況下四自由度高速重載機器人起動特性的研究[D];燕山大學;2015年

4 趙登步;基于機器視覺的SCARA機器人快速定位控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];江南大學;2015年

5 邱煥能;機器人操作臂控制驅(qū)動系統(tǒng)研究[D];華南理工大學;2015年

6 王權(quán);基于大臂并聯(lián)的四自由度機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究[D];鄭州輕工業(yè)學院;2015年

7 翟美新;基于李群李代數(shù)的機器人運動特性分析與研究[D];南京理工大學;2015年

8 BUI HUU TOAN;智能服務(wù)機器人控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];南京理工大學;2015年

9 高君濤;工業(yè)碼垛機器人的軌跡優(yōu)化及結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計[D];西安建筑科技大學;2015年

10 姜柏森;一種變幾何桁架機器人運動學建模及軌跡規(guī)劃算法[D];上海交通大學;2015年

，

本文編號：1435245