蛇形管道機(jī)器人系統(tǒng)研究

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1、分類號(hào):TH24210710-2014125043碩士學(xué)位論文蛇形管道機(jī)器人系統(tǒng)研究張向偉導(dǎo)師姓名職稱王國慶教授申請(qǐng)學(xué)位類別碩士學(xué)科專業(yè)名稱機(jī)械電子工程論文提交日期2017年5月12日論文答辯日期2017年6月6日學(xué)位授予單位長安大學(xué)StudyonthesystemofsnakelikepipelinerobotADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XiangweiZhangSupervisor：Prof.GuoqingWangChang’anUniversity,Xi’an

2、,China論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研宄工作所取得的成果。除論文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體己經(jīng)公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：柬，叫７年５月，曰牛Ｉ論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校享有以任何方式發(fā)表、復(fù)制、公開閱覽、借閱以及申請(qǐng)專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文

3、或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，署名單位仍然為長安大學(xué)。（涉密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）論文作者簽名？？＞年Ｊ月曰Ｉ句｜７力＞導(dǎo)師簽名：艾々年上月３曰！摘要針對(duì)當(dāng)前管道機(jī)器人進(jìn)入復(fù)雜多變的非結(jié)構(gòu)化管道環(huán)境作業(yè)困難，適應(yīng)不同管道環(huán)境困難，并且現(xiàn)有的管道機(jī)器人使用當(dāng)前成熟的控制器及配套集成開發(fā)環(huán)境，控制系統(tǒng)成本高昂且應(yīng)用場合單一。為此，本文從提高管道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能和智能化程度出發(fā)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開發(fā)了基于自主控制器的圖形化編程系統(tǒng)，確定了各子系統(tǒng)的功能和相互間的交互關(guān)系。主要完成了以下方面的工作：（1）提出了蛇形管道機(jī)器

4、人系統(tǒng)的整體架構(gòu)，分析了各子系統(tǒng)之間的交互關(guān)系；確定了機(jī)械系統(tǒng)與圖形化編程系統(tǒng)的總體方案。（2）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)要求，提出了三節(jié)底盤模式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的行走底盤，底盤上攜帶一個(gè)或多個(gè)傳感器及操作裝置進(jìn)行作業(yè)，行走機(jī)構(gòu)采用半弧形柔順腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且搭建了低成本的直流運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，完成了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型；并建立了機(jī)械系統(tǒng)的簡化模型，通過動(dòng)力學(xué)仿真分析驗(yàn)證了管道機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型的合理性。（3）根據(jù)控制系統(tǒng)的需求，完成了圖形化編程系統(tǒng)總體框架的設(shè)計(jì)，為了滿足界面層與程序邏輯層代碼分離的需求，設(shè)計(jì)了圖形化編程系統(tǒng)的界面布局；并且設(shè)計(jì)了一種可視化組件作為語句的基

5、本可視化模塊，完成了可視化功能模塊的分析與設(shè)計(jì)，最后，介紹了變量和函數(shù)的使用。（4）完成了圖形化編程系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并給出了語句操作和文件系統(tǒng)功能模塊的算法流程和部分關(guān)鍵代碼，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的快速可視化編程。經(jīng)過基本測試，所設(shè)計(jì)的蛇形管道機(jī)器人系統(tǒng)的各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)運(yùn)行正常，并能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，結(jié)果證明了整體設(shè)計(jì)方案是正確可行的，為系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展提供了較好的支撐。關(guān)鍵詞：管道，蛇形機(jī)器人，半弧形柔順腿，圖形化編程系統(tǒng)，控制系統(tǒng)IAbstractAimedatthecurrentpipelinerobotsaredifficulttoent

6、ertheunstructuredandcomplexpipelineoperationisdifficult,andit’sdifficultforpipelinerobottoadapttodifferentenvironmentofpipeline,andmostofpipelinerobotsusedthematurecontrollerandtheintegrateddevelopmentenvironmentbysupporting,thecostofcontrolsystemishighandtheapplicationsfo

7、rpipelinerobotissingle.Therefore,inordertoimprovetheperformanceofmotionandintelligenceleveloftherobotsystem.Thispaperdesignedthegraphicalprogrammingdevelopmentsystembasedonautonomouscontrolleranddeterminedthefunctionsandmutualinteractionofeachsubsystem.Thispapermainlycompl

8、etedthefollowingworks:(1)Puttingforwardthewholestructureofsnakelikerobotsystem,andanalyze