超低溫冷庫(kù)的應(yīng)用日益廣泛,受溫度、濕度、空間以及生物危害等限制,人員無(wú)法進(jìn)入超低溫冷庫(kù)內(nèi)部進(jìn)行巡檢及維護(hù),因此使用帶熱成像攝像機(jī)的巡檢機(jī)器人對(duì)冷庫(kù)內(nèi)部進(jìn)行巡檢,操作人員可以遠(yuǎn)程控制巡檢機(jī)器人,并了解冷庫(kù)內(nèi)部的實(shí)時(shí)景象和熱圖像,便于冷庫(kù)內(nèi)部問(wèn)題的分析。對(duì)于應(yīng)用于武漢P4（生物安全等級(jí)4）實(shí)驗(yàn)室超低溫冷庫(kù)的巡檢機(jī)器人來(lái)說(shuō),需要經(jīng)歷低溫巡檢和高溫消毒兩個(gè)過(guò)程,因此,熱管理對(duì)于超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人來(lái)說(shuō)具有十分重要的意義。本文對(duì)超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了初步分析和簡(jiǎn)單的選型,在此基礎(chǔ)上對(duì)低溫工況下驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服電機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn),并使用Ansoft Maxwell軟件對(duì)伺服電機(jī)各部分損耗進(jìn)行了模擬,使用ANSYS Fluent軟件對(duì)伺服電機(jī)和視覺(jué)系統(tǒng)在不同工況、熱管理方式下的溫度變化進(jìn)行了模擬。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:1.通過(guò)對(duì)使用真空隔熱杜瓦的伺服電機(jī)進(jìn)行-60℃和-80℃低溫環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):伺服電機(jī)制動(dòng)器和編碼器表面中心溫度先上升后下降,其中編碼器表面中心溫度下降速度最快;159分鐘時(shí),-60℃低溫工況下伺服電機(jī)各部分表面中心溫度處于0℃以上,-80℃低溫工況下僅有制動(dòng)器表面溫度處于... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究?jī)?nèi)容及方法流程圖

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.1伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖伺服電機(jī)制動(dòng)方式可以分為電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)，其中電氣制動(dòng)又分為動(dòng)態(tài)制動(dòng)和再生制動(dòng)[105]：動(dòng)態(tài)制動(dòng)器（又稱(chēng)能耗制動(dòng)）以動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻為主，當(dāng)伺服電機(jī)急停、發(fā)生故障或者電源斷電時(shí)通過(guò)能耗制動(dòng)縮短伺服電機(jī)的機(jī)械進(jìn)給距離；再生制動(dòng)是指通過(guò)逆變回路將電機(jī)在減速或停轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的能量反饋到直流母線(xiàn)然后再經(jīng)阻容回路進(jìn)行吸收；電磁制動(dòng)對(duì)伺服電機(jī)的制動(dòng)是通過(guò)電流控制機(jī)械抱閘，依靠機(jī)械摩擦實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。電氣制動(dòng)是通過(guò)伺服電機(jī)內(nèi)部激磁完成的，即增加與旋轉(zhuǎn)方向相反方向的電流來(lái)完成制動(dòng)。再生制動(dòng)器必須在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)才可以起作用，當(dāng)電機(jī)處于電源斷電、急�；蛘甙l(fā)生故障的情況時(shí)再生制動(dòng)器無(wú)法對(duì)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)；系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)再生制動(dòng)器自動(dòng)工作，而動(dòng)態(tài)制動(dòng)器以及電磁制動(dòng)器需要通過(guò)外部繼電器的控制才能工作。根據(jù)三種制動(dòng)器的工作特性，為保證超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人在突發(fā)情況時(shí)能夠正常制動(dòng)，選用兩個(gè)電磁制動(dòng)伺服電機(jī)作為超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人的前驅(qū)電機(jī)，通過(guò)調(diào)整兩個(gè)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向以實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人的前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)向。2.1.2視覺(jué)系統(tǒng)為了能夠?qū)崟r(shí)、清楚的了解超低溫冷庫(kù)內(nèi)部的情況，超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)包含監(jiān)控?cái)z像頭以及熱成像攝像機(jī)，圖2.2所示為一種包含紅外熱成像攝像機(jī)的監(jiān)控?cái)z像頭。紅外熱成像攝像機(jī)可以將不可見(jiàn)的紅外輻射轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)熱圖像，熱圖像可以反映被測(cè)物體的輻射強(qiáng)度，而物體的輻射強(qiáng)度與物體本身的溫度直接相關(guān)，因此熱成像攝像機(jī)可以用來(lái)測(cè)量物體的溫度。熱成像檢測(cè)技術(shù)是利用熱成像設(shè)備測(cè)定物體表面的溫度場(chǎng)，根據(jù)得到的圖像分析物體表面溫度分布及溫度變化的情況，從而判斷物體的狀態(tài)以及變化趨勢(shì)的一種技術(shù)[106]�？梢岳脽岢上駭z像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距?

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文13度分布及變化規(guī)律可以判斷冷庫(kù)內(nèi)部存在的問(wèn)題。熱成像檢測(cè)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）熱成像檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)無(wú)法接觸測(cè)量的設(shè)備，高溫、低溫、高電壓設(shè)備以及處于放射環(huán)境中的設(shè)備進(jìn)行溫度測(cè)量；（2）響應(yīng)速度快，可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備的溫度變化；（3）靈敏度高，可以分辨被測(cè)物體微小的溫度變化；（4）測(cè)溫范圍廣，適用于多種檢測(cè)目標(biāo)。圖2.2紅外熱成像攝像機(jī)實(shí)物圖超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)過(guò)程如圖2.3所示，通過(guò)監(jiān)控?cái)z像頭和熱成像攝像機(jī)拍攝冷庫(kù)內(nèi)部后通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸至存儲(chǔ)設(shè)備中，當(dāng)巡檢機(jī)器人進(jìn)入冷庫(kù)巡檢時(shí)，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲得實(shí)時(shí)場(chǎng)景和熱圖像，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞絺鬏斨链鎯?chǔ)設(shè)備并與正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)相對(duì)比，判斷冷庫(kù)內(nèi)部是否存在故障以、鑒定故障類(lèi)型、判斷故障產(chǎn)生的原因。圖2.3超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人檢測(cè)過(guò)程2.1.3通信系統(tǒng)為滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)超低溫冷庫(kù)內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求，超低溫冷庫(kù)巡檢機(jī)器人采用無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，目前常用的短距離無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)包括：RFID（無(wú)線(xiàn)射


本文編號(hào)：3093706