管道爬行器的研究与设计.doc
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管道爬行器的研究与设计,1 绪论12 设计方案初步分析22.1 无线控制与有线控制的选择22.1.1 有线控制及拖拽22.1.2 非拖曳22.2 驱动方式选择22.2.1 轮式爬行22.2.2 履带爬行32.3 姿态调整的选择32.3.1 加传感器的关节进行调整32.3.2 利用吊篮方式进行调整42.3.3 采用新式吊篮进行调整42.4 自适...
内容介绍
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1 绪论 1
2 设计方案初步分析 2
2.1 无线控制与有线控制的选择 2
2.1.1 有线控制及拖拽 2
2.1.2 非拖曳 2
2.2 驱动方式选择 2
2.2.1 轮式爬行 2
2.2.2 履带爬行 3
2.3 姿态调整的选择 3
2.3.1 加传感器的关节进行调整 3
2.3.2 利用吊篮方式进行调整 4
2.3.3 采用新式吊篮进行调整 4
2.4 自适应分析 4
2.4.1 伸缩臂长和加弹簧方式 5
2.4.2 伸缩臂长和“伞”型摇杆 5
2.5 方案的基本确定 5
3 方案一的设计与分析 5
3.1 机身的设计 6
3.2 机腿的设计 6
3.2.1 伸缩单元 7
3.2.2 变长单元 8
3.2.3 关节单元 8
3.3 驱动轮的设计 8
3.4 方案一的分析 9
4 方案二的设计与分析 9
4.1 机身的设计 9
4.2 机身内部传动结构设计 9
4.3 进给螺杆与螺母的设计 10
4.4 吊篮的设计 10
4.5 机腿的设计 11
4.6 方案二的分析 11
5 方案三的设计与分析 12
5.1 机身的设计 12
5.2 机身内部传动机构的设计 13
5.2.1 进给丝杠和螺母的设计 13
5.2.2 选择联轴器 17
5.2.3 选择键 17
5.3 吊环的设计 18
5.4 轴承的设计 18
5.5 机腿的设计 19
5.6 驱动轮的设计 19
5.7 管道爬行的实现 20
5.8 管道内路口转弯的实现 20
5.9 总体装配体设计 21
6 管道爬行机器人的功能分析 21
7 管道爬行机器人的动作分析 22
8 电气控制基本元器件的选取 22
8.1 电机的参数计算与选取 22
8.1.2 驱动轮电机的参数计算 22
8.1.3 主电机参数计算 23
8.1.4 机器人动力源的选取 24
8.2 电源的选取 24
8.3 电机调速元件的选取 25
8.3.1 串联电阻调速方法的实现 25
8.3.2 新型调节脉宽PWM型调速的实现 26
8.3.3电机调速方法的确定及元件的确定 27
9 电路设计 28
9.1 轮足电机动作的正转与反转的电路设计 28
9.2 前后伞足的张开闭合电路设计 28
9.3 电机部分总电路设计 29
9.4 电机顺序动作的电路设计 30
9.4.1 人为控制 30
9.4.2 逻辑控制 30
9.4.3 单片机/PLC进行自动控制 31
9.5 照明系统的电路设计 32
9.6 管道内机器人定位系统（PDPS）的设计 33
9.6.1 爬行器管道内定位方案的提出与分析 33
9.6.2 机器人定位系统部件的选择与设计 35
10 结论 36
11 结束语 37
致谢 38
参考文献 38
2 设计方案初步分析 2
2.1 无线控制与有线控制的选择 2
2.1.1 有线控制及拖拽 2
2.1.2 非拖曳 2
2.2 驱动方式选择 2
2.2.1 轮式爬行 2
2.2.2 履带爬行 3
2.3 姿态调整的选择 3
2.3.1 加传感器的关节进行调整 3
2.3.2 利用吊篮方式进行调整 4
2.3.3 采用新式吊篮进行调整 4
2.4 自适应分析 4
2.4.1 伸缩臂长和加弹簧方式 5
2.4.2 伸缩臂长和“伞”型摇杆 5
2.5 方案的基本确定 5
3 方案一的设计与分析 5
3.1 机身的设计 6
3.2 机腿的设计 6
3.2.1 伸缩单元 7
3.2.2 变长单元 8
3.2.3 关节单元 8
3.3 驱动轮的设计 8
3.4 方案一的分析 9
4 方案二的设计与分析 9
4.1 机身的设计 9
4.2 机身内部传动结构设计 9
4.3 进给螺杆与螺母的设计 10
4.4 吊篮的设计 10
4.5 机腿的设计 11
4.6 方案二的分析 11
5 方案三的设计与分析 12
5.1 机身的设计 12
5.2 机身内部传动机构的设计 13
5.2.1 进给丝杠和螺母的设计 13
5.2.2 选择联轴器 17
5.2.3 选择键 17
5.3 吊环的设计 18
5.4 轴承的设计 18
5.5 机腿的设计 19
5.6 驱动轮的设计 19
5.7 管道爬行的实现 20
5.8 管道内路口转弯的实现 20
5.9 总体装配体设计 21
6 管道爬行机器人的功能分析 21
7 管道爬行机器人的动作分析 22
8 电气控制基本元器件的选取 22
8.1 电机的参数计算与选取 22
8.1.2 驱动轮电机的参数计算 22
8.1.3 主电机参数计算 23
8.1.4 机器人动力源的选取 24
8.2 电源的选取 24
8.3 电机调速元件的选取 25
8.3.1 串联电阻调速方法的实现 25
8.3.2 新型调节脉宽PWM型调速的实现 26
8.3.3电机调速方法的确定及元件的确定 27
9 电路设计 28
9.1 轮足电机动作的正转与反转的电路设计 28
9.2 前后伞足的张开闭合电路设计 28
9.3 电机部分总电路设计 29
9.4 电机顺序动作的电路设计 30
9.4.1 人为控制 30
9.4.2 逻辑控制 30
9.4.3 单片机/PLC进行自动控制 31
9.5 照明系统的电路设计 32
9.6 管道内机器人定位系统（PDPS）的设计 33
9.6.1 爬行器管道内定位方案的提出与分析 33
9.6.2 机器人定位系统部件的选择与设计 35
10 结论 36
11 结束语 37
致谢 38
参考文献 38
