焊缝射线检测用智能机器人的研究

发布时间：2017-03-23 02:10

  本文关键词：焊缝射线检测用智能机器人的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,机器人越来越多的应用到工业领域,数字平板成像是焊缝无损检测的新兴技术,但其对于专业化自动工艺装备依懒性很高,将Mecanum全向移动机器人应用到焊缝射线检测的自动化工艺装备系统中,可以大大提高数字平板射线检测技术在大型在役立式储罐等特种设备焊缝检测中的应用。本文首先对焊缝射线检测机器人的总体方案、整体结构进行了介绍,对机器人的各个组成部分进行了详细的介绍,包括磁吸附结构、独立悬架结构和罐壁适应调整机构,并对机器人的越障能力、防倾覆能力进行了计算分析。在机器人跟踪控制系统的研究中,讨论了应用常用无损检测方式对机器人进行定位以及应用机器视觉的方式对机器人进行定位的优缺点,并最终选用了基于机器视觉的定位跟踪方案,根据机器视觉定位跟踪的原理建立了跟踪机器人(数字平板检测器端机器人)定位跟踪的运动学模型,为了保证机器人跟踪稳定可靠,在跟踪控制中加入了PD控制算法。设计了机器人检测系统的硬件以及软件系统。各工作单位通过局域网进行无线通讯,方便可靠并便于扩展；机器人硬件系统包括CAN总线通讯系统、直流伺服电机驱动系统、电机控制卡以及传感器系统。在硬件平台的基础上通过软件实现机器人检测的各项任务,包括通讯系统、远端控制中心、射线源端机器人、数字平板探测器端机器人的软件实现。最后通过实验对机器人爬行以及定位跟踪效果进行了定量分析,对不同运动参数对机器人运动的影响进行了分析与讨论,验证了方案的可行性,证明机器人检测系统具有一定的应用价值。
【关键词】：Mecanum轮机器人 在役储罐 永磁吸附 定位跟踪
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG441.7;TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 课题背景及研究意义9-11
• 1.2.1 课题背景9-10
• 1.2.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-14
• 1.3.1 常用无损检测技术11-13
• 1.3.2 磁吸附爬行机器人研究现状13-14
• 1.4 论文主要的研究内容14-16
• 第二章 检测方案及机器人关键机构设计16-26
• 2.1 检测总体方案16-18
• 2.2 磁吸附的工作原理及分析18-20
• 2.2.1 工作原理18
• 2.2.2 磁吸附力计算18-19
• 2.2.3 磁吸附实验19-20
• 2.3 检测机器人悬架设计20-24
• 2.3.1 机器人悬架建模21
• 2.3.2 机器人防倾覆分析21-23
• 2.3.3 机器人越障能力分析23-24
• 2.4 机器人罐壁适应调整机构24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 机器人运动控制系统26-37
• 3.1 定位方案26-30
• 3.1.1 基于X射线定位跟踪方案26-27
• 3.1.2 基于超声波定位跟踪27-28
• 3.1.3 基于机器视觉定位跟踪28-30
• 3.2 机器人跟踪运动学分析30-34
• 3.2.1 全向移动机器人运动学模型建立30-31
• 3.2.2 基于相机定位系统跟踪的运动分析31-34
• 3.3 机器人跟踪运动控制算法34-36
• 3.3.1 PID控制算法介绍34-35
• 3.3.2 机器人跟踪控制算法35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 机器人检测系统硬件设计37-45
• 4.1 无线通讯系统设计37-38
• 4.2 检测机器人系统硬件设计38-44
• 4.2.1 系统硬件设计总体情况38-39
• 4.2.2 电机控制模块39-44
• 4.3 本章小结44-45
• 第五章 机器人检测系统软件设计45-52
• 5.1 机器人检测系统软件设计总任务45
• 5.2 通讯系统软件设计45-48
• 5.3 远端控制中心软件设计实现48-49
• 5.4 射线源端机器人软件设计实现49-50
• 5.5 数字平板探测器端机器人软件设计实现50-51
• 5.6 本章小结51-52
• 第六章 机器人爬行与跟踪实验结果52-62
• 6.1 实验平台介绍52-53
• 6.2 机器人检测系统实验结果及分析53-61
• 6.2.1 PD参数选定53-55
• 6.2.2 射线源端机器人爬行结果分析55-58
• 6.2.3 数字平板探测器端机器人跟踪实验结果及分析58-61
• 6.3 本章小结61-62
• 第七章 总结与展望62-64
• 7.1 研究工作总结62
• 7.2 未来工作展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 C.托马斯;胡力行;;机器人在金属矿山的应用前景[J];国外金属矿采矿;1988年01期

2 刘振宝;辛洪兵;王文静;;网控机器人技术及其控制系统的研究状况[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年03期

3 赵晓光;赵冬斌;曹志强;梁自泽;;机器人在抢险救灾中的应用[J];中国应急救援;2007年01期

4 王忠民;刘军;窦智;杜占灵;;矿难救援机器人的研究应用现状与开发[J];煤矿机械;2007年11期

5 陈炯;;管内机器人的开发[J];电焊机;2009年05期

6 马晓;;控制机器人卸垛轮胎的方法和系统[J];轮胎工业;2012年05期

7 张萍;陈士桐;;智能清仓机器人在煤矿的应用[J];山东煤炭科技;2013年01期

8 刘华洁;张策;张仕民;朱吉祥;;管内高压智能封堵机器人[J];石油机械;2013年06期

9 王运赣;;机器人在锻压生产中的应用[J];锻压机械;1984年05期

10 李小京;;一种专用的视觉机器人语言[J];天津纺织工学院学报;1990年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨朝虹;张海珠;;机器人技术的应用与发展[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年

2 王明辉;王楠;李斌;;面向灾难救援的机器人控制站系统设计[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年

3 郭戈;王燕;王伟;;一种多机器人协作方法[A];第二十届中国控制会议论文集（下）[C];2001年

4 崔世钢;邴志刚;彭商贤;王玉东;;基于远程脑概念的服务机器人开发平台的设计与研究[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年

5 杨莹;丁X;许侃;;国际机器人科学知识前沿演化的可视化分析[A];科学学理论与科学计量学探索——全国科学技术学暨科学学理论与学科建设2008年联合年会论文集[C];2008年

6 唐矫燕;赵群飞;黄杰;杨汝清;;基于两足步行椅机器人的人在环中的助残机器人控制系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

7 薛颂东;曾建潮;杜静;;具运动学特性约束的群机器人目标搜索[A];2009中国控制与决策会议论文集（2）[C];2009年

8 张国伟;李斌;龚海里;王聪;郑怀兵;;废墟洞穴搜救机器人控制软件设计与实现[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年

9 崔世钢;方景林;刘嘉q;彭商贤;邴志刚;;服务机器人开发中测控问题的研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年

10 吴国盛;李云霞;李骊;;一种基于极坐标系下的机器人动态避碰算法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 冬冬;看看自动化机器人在包装业中能起多大作用[N];中国包装报;2005年

2 莽九晨　周之然;有感“机器人道德法”[N];人民日报;2007年

3 记者 陈琳;机器人总动员[N];第一财经日报;2010年

4 记者 孙亚斐;千余支队伍携机器人亮相金城[N];兰州日报;2011年

5 崔鑫;机器人也能和您一起下厨[N];北京科技报;2012年

6 特约记者 杨保国;中国科大“蓝鹰”称雄机器人世界杯[N];大众科技报;2007年

7 本报记者　 陈淑娟;机器人走近生活[N];计算机世界;2006年

8 虎虎;科学好玩（三）[N];四川科技报;2007年

9 孙潜彤;新松公司：在机器人研发领域显身手[N];经济日报;2008年

10 财宣邋Q孟推

本文编号：262689