负压爬壁机器人及其控制技术研究
本文关键词：负压爬壁机器人及其控制技术研究 出处：《北京理工大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：社会在不断的进步与变化,科技也在与时俱进的发展着。在近年内因为电子技术的飞速发展,机器人的技术也不仅仅适用于传统的工业行业中,其探索方向也逐步的向着能够使用于特殊环境之中的特种机器人发展,爬壁机器人就是其中的典型。本文首先在归纳现有的爬壁机器人的研究成果的基础上,设计出了一种便于拆卸,易于组装,能够适用于不同材质墙面的爬壁机器人的吸附系统。为了使机器人更好的完成吸附和移动这两个最重要的功能,该机器人采用了负压吸附的工作方式,移动机构使用四轮驱动,使得机器人的吸附和移动更加稳定可靠。然后,对于机器人吸附系统中的核心部件叶轮的设计,使用了CFD仿真方式,对叶轮的旋转对于机器人壳体内部的负压的变化进行了仿真。在保证机器人的吸附稳定性的前提下,通过仿真,研制了多钟叶轮以适应不同壁面的工作环境。此外,在控制系统方面,设计了一套体积小且稳定可靠并且能够对机器人进行驱动和控制的电路系统,使其直接安装在机器人的壳体内部,可以便利的对机器人进行控制。其中在软件方面,在STM32的芯片基础之上,移植了uC/OS-II操作系统,实现了多任务并行的控制模式。通过编写的上位机程序,能够控制机器人的吸附以及运动的速度和方向。在机器人上还安装了摄像头和超声波模块,为机器人实现自主路径规划和避障奠定了技术基础。最后,通过搭建的机器人的实验平台,对机器人移动和吸附性能等进行了测试,实验验证了移动能力、吸附系统、密封机构等技术的有效性。
[Abstract]:The society is in progress and change continuously, science and technology are advancing with the times development. In recent years because of the rapid development of electronic technology, robot technology is not suitable for traditional industries, the development of special robot exploration direction is also gradually to can be used in the special environment, wall climbing robot is one of the typical this paper first. Based on the summary of wall climbing robot with the existing research results on the design of a convenient disassembly, easy assembly, and can be applied to different material wall climbing robot adsorption system. In order to make the robot perform better on adsorption and migration of the two most important function, the robot uses negative pressure the adsorption mode, using four wheel drive moving mechanism, the adsorption and the mobile robot is more stable and reliable. Then, the robot adsorption in core systems The design of the impeller components, using CFD simulation, change of negative pressure inside the casing of the robot for rotating impeller is simulated. In the premise of ensuring the stability of the robot adsorption, through simulation, has been developed in order to adapt to the different wall clock impeller working environment. In addition, in the aspect of the control system, designed a set of small size and stable and reliable and can drive circuit and system control of the robot, which is directly installed in the shell of the robot, can conveniently control the robot. In the aspect of software, based on chip STM32, uC/OS-II operating system transplantation, realize the control mode of parallel multi task by the upper. For the program to control the robot's movement and adsorption speed and direction. The robot also installed a camera and ultrasonic module for robot Autonomous path planning and obstacle avoidance have laid the foundation for technology. Finally, the robot's mobile and adsorption performance has been tested by building the robot's experimental platform. The effectiveness of mobile technology, adsorption system and sealing mechanism is verified by experiments.
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
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，本文编号：1357953
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