管内机器人驱动机构和控制系统设计

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1、管内小型机器人驱动机构和控制系统设计摘要：本文设计的任务是为管内机器人设计一种驱动机构和控制系统，设计的主要内容包括：机器人总体方案设计；机器人移动功能模块及控制系统的简单设计与实现；机器人管内动力学简单分析。论文在分析了国内外管内机器人技术现状的基础上，阐述了研究设计该机器人驱动机构和控制系统的目的和意义。通过需求分析，提出了机器人的设计要求和具体指标。对机器人的移动功能模块和控制功能模块进行了进行了总体设计。利用机械设计的相关方法对机器人的移动机构进行了设计，对主要零部件进行了详细设计和计算。通过管内机器人的研究，最后设计了一套满足功能结构紧凑便于拆卸稳定可靠适应性强的机械系统。分析研

2、究表明这种机器人较好的满足了设计要求，且具有较大的可靠性储备并且在功能方面有较大的提升空间。关键词：管道机器人，驱动机构，可调节预紧机构，控制系统40reDesignDesignonDriveandControlsystemofMechanicalPipe-RobotAbstract:Thepurposeofthisstudyistodesignarobot.Thispaperhasdonesomeresearchandanalysisonthemechanicalsystemandcontrollingpartsofrobot.Therearethreemainaspectsinclud

3、edinthispaper.Firstly,anoverallplanfortherobothasmade.Secondly,theoptimumdesignofthemovingandcontrollingpartshasbeendone.Thirdly,thedynamicsanalysisoftherobothasbeendone.Basedontheresearchandanalysisofthepipe-robottechnologyhomeandabroad,thepurposeandthemeaningsofrobotwereillustrated.Onaccountofth

4、edemand,thedesigndemandsandindexesoftherobotwereputforward,andtheoveralldesignforthemovingandcontrollingpartsweremade.Withthemethodofmechanicaldesign,thedesignofthemovingmechanismwasfinished,andthedesigndetailsofthemainpartweregiven.Throughtheresearchofthepipe-robot,apowerful,compactive,easydisass

5、embled,steadyandwell-adaptedmechanicalsystemhasbeendesigned.Theanalysisandtheresearchshowthattherobotfitsthedesigndemandpreferably,andithasreliabilitywithreserve,hasgreaterspacetoimproveinfuntion.Keywards:piperobot,mechanicalsystem,adjustableandself-adaptationmechanism,controllingsystem40目录（目录项为自动

6、生成，不用修改，只需刷新）1绪论11.1研究课题的目的和意义11.2国内外研究现状12管内机器人总体方案设计62.1任务分析与设计思路62.2移动功能模块设计72.3控制功能模块设计113管内机器人结构参数分析133.1移动机构分析133.2动力系统设计与计算224机器人机械结构设计244.1传动机构设计244.2预紧机构设计254.3连接件设计254.4驱动机构装配图设计265机器人管内运动分析275.1移动机构管内运动情况分析275.2机器人管内动力学分析276管内机器人控制系统设计306.1控制系统硬件总体设计306.2ARM主控制器306.3LCD转VGA模块326.4电机控制系统

7、336.5无刷直流电动机的控制357总结与展望397.1结论397.2展望39参考文献：40致谢41401绪论1.1研究课题的目的和意义工业管道广泛用于石油、化上、天然气及城巾给排水等领域，通常架设于空中或埋入地下，上作环境恶劣，人们很难直接介入，因此给检修、维护等上作造成了困难。为解决这一问题，针对特定的环境要求，有学者研制了相应类型的管道机器人，其主要分管外与管内两种，以代替人上进行作业。显然，机器人的移动性能与环境