具有壁面过渡功能的爬壁机器人控制系统研究

发布时间：2024-02-25 20:21

　　大型钢结构设备,如起重机、船舶和大型储油罐等,由于长期工作在恶劣的环境中,容易出现表面锈蚀、疲劳裂纹、断裂、变形等现象。这直接影响着整个设备的安全性和可靠性。目前,设备使用期内的安全巡检任务主要依靠人工作业。这种作业方式不仅劳动强度大,而且危险性高,所以考虑用爬壁机器人代替人工进行巡检。大型钢结构设备多高达上百米且外表面结构复杂,因此需要爬壁机器人具有壁面过渡功能且由人工遥控更为稳妥。此外,设备上存在部分面积较大的外表面,在这样的壁面上,爬壁机器人采用自主移动方式就可以解放人工。因此,本文从爬壁机器人远程控制和自主移动这两方面进行了研究,具体研究如下:(1)爬壁机器人远程控制系统的设计。系统采用了以嵌入式微处理器为核心的手持终端和车载控制端的两级分布式控制,通过射频模块传输控制指令,通过Wi-Fi模块传输视频图像,该图像一方面帮助操作人员控制机器人行走,另一方面代替人眼检查设备缺陷。(2)爬壁机器人自主式移动研究。激光雷达将采集的数据传到树莓派,通过Cartographer算法对爬壁机器人的工作壁面构建地图。根据建图结果,树莓派向机器人上的底盘控制器发出通讯信号来控制机器人运动、避障。...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1Combot结构示意图

峁棺槌桑?捎萌嵝粤?拥淖允视υ硕??ü?谰么盘??皆谇矫嫔希?缤?-1所示。美国斯坦福大学[24]基于拉格朗日公式研制了一种磁履带式多体爬壁机器人，该机器人可以在水平地面和垂直墙壁相交的内角上转换其位置，如图1-2所示。中国计量大学[25][26]研制了利用扭簧连接的双履带式磁吸....

图1-2磁履带式多体爬壁机器人Fig.1-2Magneticcrawlermulti-bodywallclimbing

在遇到复杂的工作环境时可以在不同壁面间进行切换行走。因此，爬壁机器人具有壁面过渡的功能是非常重要的，需要对其进行研究。（1）多段式结构国内外的学者们大多数采用双段式或多段式结构来解决爬壁机器人的壁面过渡问题。韩国首尔国立大学[23]采用柔性连接的自适应运动研制了爬壁机器人Comb....

图1-3双履带过渡结构

）多段式结构国内外的学者们大多数采用双段式或多段式结构来解决爬壁机器人的壁面过渡问题。韩国首尔国立大学[23]采用柔性连接的自适应运动研制了爬壁机器人Combot，它由多关节结构组成，采用柔性连接的自适应运动，通过永久磁铁吸附在墙面上，如图1-1所示。美国斯坦福大学[24]基于拉....

图1-4爬壁机器人三维结构图

?缤?-2所示。中国计量大学[25][26]研制了利用扭簧连接的双履带式磁吸附爬壁机器人和永磁吸附的可折叠的轮式爬壁机器人，它们分别如图1-3和1-4所示。北京信息科技大学[27]研制了一种两段式的轮足式永磁吸附爬壁机器人，如图1-5所示。其前端和后端由中间连接支架连接，当遇到障....

本文编号：3910809