機器人在直道中行走時,其各個輪子的速度和徑長是完全相同的,但是當遇到彎道時,如果驅動單元沒有差速功能與變徑能力,則機器人的某些驅動輪可能產(chǎn)生滑動,重則機器人將會整體側翻,使得管道機器人的順利過彎受到嚴重影響,所以需要在機器人驅動單元中采用差速結構與變徑控制,提高機器人的適應能力。對三軸差速式單電機驅動管道檢測機器人進行整體設計,設計了一套以單片機C8051F040為控制器的管道檢測機器人控制系統(tǒng),選用模塊化的設計思路,對機器人的核心控制模塊、信號檢測模塊、參數(shù)采集模塊、電機驅動模塊等進行分析。針對三個電機單獨驅動管道檢測機器人導致其過彎柔順性不夠、占據(jù)空間大的問題,將單電機三軸差速機構應用在驅動單元中。對三軸差速式管道機器人驅動單元差速特性進行分析,并根據(jù)其運動狀態(tài)圖確定三個驅動輪的轉動半徑,分析得到驅動輪的速度比。進行多次實驗采集機器人過彎時三個驅動輪的平均速度,發(fā)現(xiàn)采集到的速度比符合三軸差速原理,證明了理論分析的可靠性與正確性。針對三軸差速式管道檢測機器人驅動單元預緊變徑結構中彈簧的壓縮量有時太大或者太小導致機器人不能順利過彎問題,提出對變徑機構采取模糊控制。建立預緊變徑系統(tǒng)模型,... 

【文章來源】：華北理工大學河北省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 管道機器人的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管道機器人驅動方式研究
        1.2.2 管道機器人變徑結構控制研究
    1.3 管道機器人過彎問題的提出
    1.4 課題研究主要內(nèi)容
第2章 管道檢測機器人的總體系統(tǒng)設計
    2.1 系統(tǒng)硬件組成模塊
    2.2 系統(tǒng)軟件方案設計
    2.3 本章小結
第3章 三軸差速式管道機器人驅動單元差速系統(tǒng)的組成設計與實驗
    3.1 三軸差速式管道檢測機器人整體尺寸要求
    3.2 三軸差速式管道檢測機器人驅動單元的組成設計
        3.2.1 三軸差速結構組成設計
        3.2.2 預緊變徑結構組成設計
        3.2.3 驅動臂結構組成設計
        3.2.4 支撐臂結構組成設計
    3.3 三軸差速式管道檢測機器人驅動單元差速性質(zhì)研究
    3.4 仿真與實驗結果驗證
    3.5 本章小結
第4章 管道檢測機器人的過彎變徑控制研究
    4.1 模糊控制基本原理
        4.1.1 模糊控制器的組成及工作原理
        4.1.2 模糊控制的特點及發(fā)展趨勢
    4.2 管道檢測機器人變徑系統(tǒng)模型的建立
    4.3 管道檢測機器人系統(tǒng)FC的設計
        4.3.1 Mamdani型模糊控制器的設計
        4.3.2 FC輸入/輸出語言變量的選擇
        4.3.3 模糊控制規(guī)則設計
    4.4 管道檢測機器人模糊控制系統(tǒng)的仿真
    4.5 實驗驗證
        4.5.1 模糊控制主程序撰寫
        4.5.2 實驗結果
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
致謝
導師簡介
作者簡介
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]三軸差動輪系下的管道機器人機械構造設計與探究[J]. 沈豪.  機電信息. 2017(15)
[2]可變徑機構在新型“蛋形”管道探測機器人中的應用研究[J]. 朱治鵬,吳其林,邵宇吉,張東升.  電子測試. 2016(06)
[3]管道機器人的驅動單元工藝優(yōu)化設計[J]. 王月,鐘梓楠,呂金賀.  吉林化工學院學報. 2015(11)
[4]基于ADAMS的管道機器人變徑機構優(yōu)化設計[J]. 曹建樹,曹振,徐寶東.  制造業(yè)自動化. 2015(14)
[5]管道檢測機器人的設計和系統(tǒng)分析[J]. 王偉,封立澤,劉占民.  安徽師范大學學報(自然科學版). 2013(06)
[6]可變徑管道機器人系統(tǒng)的設計與研究[J]. 武燕,王才東,王新杰,牛志軍.  礦山機械. 2013(04)
[7]三軸差速式管道機器人越障能力分析[J]. 殷奇會,孔凡讓.  機電工程. 2012(12)
[8]三軸差動式管道機器人的驅動特性及仿真研究[J]. 李慶凱,唐德威,姜生元,鄧宗全.  哈爾濱工程大學學報. 2012(06)
[9]平行四桿聯(lián)動式管道機器人彎管過渡階段的速度控制[J]. 李慶凱,唐德威,姜生元,鄧宗全.  吉林大學學報(工學版). 2012(02)
[10]基于遺傳算法的輪式管道機器人的參數(shù)優(yōu)化[J]. 常玉連,范立華,高勝,韓冬.  機械設計與研究. 2007(06)

博士論文
[1]Mamdani模糊控制系統(tǒng)的結構分析理論研究及其在暖通空調(diào)中的應用[D]. 呂紅麗.山東大學 2007

碩士論文
[1]基于粒子群算法優(yōu)化的模糊控制器設計與應用[D]. 劉群.沈陽工業(yè)大學 2017
[2]四輪全驅式管道機器人研究[D]. 陳還.合肥工業(yè)大學 2017
[3]自主式排水管道清淤機器人的研究[D]. 么鴻鵬.華北理工大學 2015
[4]管道檢測機器人的運動控制研究[D]. �？�.華南理工大學 2012
[5]典型模糊控制器的分析和極限結構[D]. 劉偉霞.天津大學 2010
[6]變論域模糊控制器的研究[D]. 楊光興.華北電力大學（河北） 2009
[7]地理信息系統(tǒng)在城市排水管網(wǎng)中的應用[D]. 鄧春穎.天津大學 2009
[8]城市排水管道機器人工程樣機的研究[D]. 賈守波.哈爾濱工程大學 2008



本文編號：3048905