船用智能测厚装置及其控制系统研究

发布时间：2017-10-23 05:08

  本文关键词：船用智能测厚装置及其控制系统研究

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【摘要】：钢质船舶作为最为广泛应用的水上交通工具,由于其工作环境恶劣,常受海水腐蚀,浸水各构件都会产生程度不同的腐蚀,腐蚀到一定程度会引起船体穿孔甚至船舶断裂,因此定期对船舶构件尤其是船舶壁面的测厚尤为重要。船舶测厚为船舶结构完整性检测检查及船舶结构修理提供了重要的依据,也为船舶的维护保养提供了有效的支持。常用的人工测厚安全性差,测厚精度低。本文以提高测厚精度、安全性及效率为目标设计了一款以爬壁机器人为载体的船舶智能测厚装置,通过设计并加工出特殊测量机械臂作为测量执行机构,设计以ATmega128AVR单片机芯片为核心的控制电路作为控制系统,实现智能测厚装置对船壁表面高精度高效率测量。本论文主要分为两个部分,第一部分为机械设计部分,此部分阐述了智能测厚装置各零件及装配体,介绍了测厚装置的工作原理。第二部分为控制设计部分,按系统控制需要设计了以AVR单片机ATmega128作为硬件主控芯片的控制系统。硬件模块主要包括:电源模块、A/D转换模块、电机驱动模块、无线收发模块。在控制系统软件设计过程中,为提高代码的利用率采用了模块化的设计方法,高效完成A/D转换,单片机接收,发送指令、电机执行指令并反馈指令执行的情况等功能。
【关键词】：智能测厚 AD转换 机械设计 AVR
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U665.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 研究意义以及目的8-10
• 1.3 国内外研究现状10-13
• 1.3.1 国内外无损探伤技术研究现状10-11
• 1.3.2 国内外超声波检测技术研究现状11-12
• 1.3.3 船用机器人技术发展动态12-13
• 1.3.4 国内外船用智能测厚装置研究现状13
• 1.4 本文研究的主要内容及创新点13-15
• 第2章 船舶智能测厚装置系统总方案15-21
• 2.1 智能测厚装置概述15
• 2.2 爬壁机器人选型15-16
• 2.3 测厚仪选型16
• 2.4 测厚机械臂材料选型16-17
• 2.5 超小型直线导轨选型17
• 2.6 电机选型17-18
• 2.7 压力传感器选型18-20
• 2.8 小结20-21
• 第3章 智能测厚装置机械设计方案21-28
• 3.1 智能测厚装置机械方案概述21-22
• 3.2 主凸轮开关机构22
• 3.3 耦合剂供给机构22-24
• 3.4 测厚本体支架24
• 3.5 涂抹头运动机构24-25
• 3.6 测量探头承载运动机构25-26
• 3.7 测厚机械臂运动分析26-27
• 3.8 小结27-28
• 第4章 智能测厚装置控制系统方案28-55
• 4.1 系统硬件结构概述28-45
• 4.1.1 DMAVR-L板简介29-30
• 4.1.2 ATmega128芯片简介30-33
• 4.1.3 A/D转换模块选型33-37
• 4.1.4 无线发射接收模块选型37-42
• 4.1.5 步进电机驱动电路设计42-44
• 4.1.6 限位开关电路设计44-45
• 4.1.7 电源设计45
• 4.2 软件设计45-50
• 4.2.1 AVR Studio软件45-48
• 4.2.2 开发工具接48-50
• 4.3 系统软件模块50-54
• 4.3.1 初始化模块52
• 4.3.2 AD转换模块52
• 4.3.3 电机运行程序52-53
• 4.3.4 限位开关模块53-54
• 4.4 测厚实验验证54
• 4.5 小结54-55
• 第5章 结论与展望55-56
• 5.1 结论55
• 5.2 展望55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-59
• 附录59-60

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 吴善强;低噪声负压吸附爬壁机器人系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 王占元;基于单片机的便携式超声波测厚仪的研制[D];北京化工大学;2011年

2 金世进;基于MSP430的嵌入式教学实验平台的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 安闻迅;船用钢海水腐蚀与检测研究[D];中国海洋大学;2009年

4 宋子强;超声检测技术研究与工程实现[D];哈尔滨工业大学;2008年

5 赵冲;基于超声技术的海底管道检测系统的研究[D];青岛科技大学;2010年

6 陈建军;基于SINUMERIK 802C系统的三轴联动任意母线砂轮修整机的研制[D];浙江工业大学;2012年

7 张强强;可变磁力永磁轮式爬壁机器人的研究[D];太原理工大学;2013年

8 刘春青;船用智能测厚装置的研制与精度分析[D];集美大学;2013年

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本文编号：1081705