垂直发射井筒筒间状态监测管道机器人设计及控制系统研究

发布时间：2023-05-05 19:45

　　发射井筒筒间操作空间狭小,监测和维护筒间管道的难度较大。为客观掌握筒间管道的内部状态,保障模拟发射井筒弹射实验安全,本文在装备预研教育部联合基金“水下导弹垂直发射筒盖系统智能控制与故障诊断关键技术”的支持下,研制了一种垂直发射井筒筒间状态监测管道机器人控制系统。主要用来在空间狭小的管道内完成状态监测、视频回传、实时诊断任务;对回传视频进行离线检测,进一步统计管道内部的裂纹损伤。首先,设计管道机器人机械结构,分析管道机器人机械单元工作原理、力学特性及驱动性能;建立管道机器人三维模型,进行管道机器人运动分析与仿真,对机器人的关键部件进行了有限元分析,初步验证可靠性,对机器人样机进行运动仿真,验证机器人机械结构的有效性。其次,根据控制系统的功能需求确定系统的总体方案,阐述系统工作原理,按照功能对控制系统进行硬件设计。搭建工控主板模块,装载管道机器人系统的上位机系统,用于发送控制指令、实时显示并储存回传的视频数据;搭建完成电源管理模块,实现显控平台的充放电功能;确定系统硬件接口的具体连接方式;对集成控制器的电源电路、启动模式接口电路、指示灯电路及驱动电机调速电路进行设计开发。结合控制系统硬件,...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景和意义
    1.3 管道机器人国内外研究现状
    1.4 课题研究内容及技术路线
    1.5 本章小结
2 管道机器人结构设计与分析
    2.1 管道机器人机械结构工作原理
    2.2 动力机构力学特性分析
    2.3 驱动单元性能分析
    2.4 管道机器人运动分析与仿真
    2.5 本章小结
3 管道机器人控制系统分析与硬件设计
    3.1 管道机器人控制系统总体设计
    3.2 手持式显控平台硬件设计
    3.3 集成控制器硬件设计
    3.4 本章小结
4 管道机器人控制系统软件设计
    4.1 视频控制模块设计
    4.2 电机控制模块设计
    4.3 上位机界面设计
    4.4 本章小结
5 基于改进YOLOv3算法的管道裂纹识别研究
    5.1 基于改进YOLOv3算法的管道裂纹识别
    5.2 管道裂纹数据集制作与模型训练
    5.3 本章小结
6 管道机器人运动控制与管道裂纹识别实验研究
    6.1 管道机器人运动控制实验研究
    6.2 管道裂纹识别实验结果与数据分析
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 研究展望
参考文献
附录1
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3808295