資源描述：
《仿生型自激驅(qū)動的微型管道機(jī)器人》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、上海大學(xué)碩士學(xué)位論文仿生型自激驅(qū)動的微型管道機(jī)器人姓名：湯婷潔申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：機(jī)械制造及自動化指導(dǎo)教師：李朝東20060201上海大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要研制和開發(fā)能夠在工業(yè)、民用、醫(yī)療、公安等領(lǐng)域的微型管道系統(tǒng)里自由行走并進(jìn)行管道維護(hù)和檢修的管道機(jī)器人，可以有效保護(hù)操作人員人身安全及健康，延伸操作人員的可操作范圍、大大提高作業(yè)效率，從而減少事故發(fā)生及經(jīng)濟(jì)損失。因此動作靈活、功耗小、橫向通過空間小的微型管道機(jī)器人的研究與開發(fā)具有很高的實(shí)用價值和學(xué)術(shù)價值。本文針對能進(jìn)入22±1m寬度管道內(nèi)部作業(yè)的微型管道機(jī)器人系統(tǒng)，開發(fā)了高效率、低功耗的仿生自
2、激驅(qū)動的微型管道機(jī)器人，并進(jìn)行了建模、設(shè)計、自激驅(qū)動控制的理論和實(shí)驗研究。首先，概括了管道機(jī)器人驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用前景、發(fā)展趨勢和研究現(xiàn)狀，評述了管道機(jī)器人各種驅(qū)動方式的性能特點(diǎn)。其次，受足類動物自穩(wěn)定性運(yùn)動的神經(jīng)驅(qū)動控制機(jī)理啟發(fā)，提出了在共振頻率附近自激振動的驅(qū)動方式，以實(shí)現(xiàn)效率高、功耗小的設(shè)計要求。根據(jù)自激振動的反饋特性，判定了管道機(jī)器人為自激振動。自激驅(qū)動的研究為揭示蠕動的本質(zhì)和復(fù)原蠕動提供了依據(jù)。第三，運(yùn)用磁路的等效電路原理，進(jìn)行了直動式電磁螺線管有分支的恒定磁場磁路分析。應(yīng)用ANsYS對電磁螺線管進(jìn)行磁路分析和優(yōu)化，完整地分析了電磁螺線管的
3、電磁吸力特性、工作特性、發(fā)熱和電流密度等靜態(tài)特性。這對設(shè)計和優(yōu)化電磁螺線管有著重要的意義，分析和優(yōu)化過程可推廣應(yīng)用到各種電磁驅(qū)動器的設(shè)計和分析中去。第四，結(jié)合管道機(jī)器人自激振動過程，建立了分階段的白激振動動力學(xué)模型。運(yùn)用數(shù)值計算理論對自激振動模型，進(jìn)行動力學(xué)計算機(jī)數(shù)值仿真，驗證了管道機(jī)器人的自激振動頻率在共振頻率附近。管道機(jī)器人能量機(jī)制的研究證明了自激振動的穩(wěn)定性。研究為有效可靠地利用自激振動、提高系統(tǒng)效率、減少功耗提供了依據(jù)。第五，設(shè)計了有防顫振、誤動作措施的管道機(jī)器人控制系統(tǒng)，構(gòu)成了帶振動量反饋的管道機(jī)器人自激振動閉環(huán)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了管道機(jī)器人的
4、前進(jìn)和后退。V上海大學(xué)碩士學(xué)位論文最后，設(shè)計制作了管道機(jī)器人的原理樣機(jī)。對樣機(jī)實(shí)驗表明，管道機(jī)器人前進(jìn)、后退切換靈活，速度是普通開環(huán)蠕動式管道機(jī)器人的7．8倍，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的高效、低功耗設(shè)計要求。其最大速度達(dá)6．6IIl／s，工作管道攀爬最大傾斜角度為55．59。，最大拖動載荷為O．74N。論文的研究成果為管道機(jī)器人的設(shè)計提供了新思路和理論參考，能夠進(jìn)一步促進(jìn)管道機(jī)器人的實(shí)用化。關(guān)鍵詞：微型管道機(jī)器人，自激振動，仿生，蠕動，電磁螺線管VI上海大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACT111eresearcha11ddevelopm朋tofmicmpipero
5、bot，whichcan療eelywalk，maimaina11dinspect訪Ⅱlefieldoftheindust嘞civil，medical，aIldpublicsecuTityminiaturepipesystelll，mayeffectivelypmtcctoperatorpersonalsaf文y卸dhealth，eXtendtherangeofopemtion，enhancemeworkefficiency孕eatly’Itrcducesaccidelltsa11dtheeconomicloss．Thercforemeresear
6、cha11ddevelopmelltofmicmpipembot，whichhasflexiblcmotion，lowpowerlossandwalkstt曲u曲smallcmsswidthpipe，haslli曲practicalValueaIldacad咖icValue．A{medatmicropiperobotthrou咖22±1冊widthofpipe，thisthesishasdevelopedhiglIe銜ciency，lowpowerioss，biolo舀callysdf．exc“cdinspiredrobot，hasdonetll
7、eresearchofmetheoryofdyn鋤icmodelanddoneexp嘶mentsofself_excited嘶vingcon仃U1．First，me印plicationprospect，medevelopmemtendency，mepresentstateofrcsearchandapplicationofpiperobotdrivingtcchn0109yweresummarized．Eachkindof嘶vingchamct麗sticwas伽忸mented．nlen，torealizelhehi曲e珩ci肌cyandlowpo
8、werlossdesi印request，恤self-excited“vingtypewhichisneartlleresonance疔e
