高精度槽口管道檢測(cè)機(jī)器人的設(shè)計(jì).pdf

1、本課題的任務(wù)是研制一款管道檢測(cè)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)距離封閉式管道槽口進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)視。目前，國(guó)內(nèi)外有很多成功的管道機(jī)器人設(shè)計(jì)案例，但是對(duì)于管道槽口檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的設(shè)備幾乎沒(méi)有，本課題將針對(duì)管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的分析。
　　本文在分析國(guó)內(nèi)外管道機(jī)器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題的任務(wù)需求以及性能指標(biāo)，提出了管道槽口檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的闡述。本文所述的管道機(jī)器人主要包括：檢測(cè)平臺(tái)、傳

2、感器系統(tǒng)、上位機(jī)系統(tǒng)、總線系統(tǒng)和電纜收放系統(tǒng)五個(gè)部分。本文在機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，側(cè)重于對(duì)系統(tǒng)整體方案的分析，包括機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件方案設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等。
　　首先是在功能需求的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)要進(jìn)行了檢測(cè)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并按照功能不同對(duì)其劃分為行走裝置、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、夾緊裝置、檢測(cè)裝置和輔助裝置。
　　其次討論了管道檢測(cè)系統(tǒng)的硬件整體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的整體框架，提出硬件的整體設(shè)計(jì)方

3、案。根據(jù)系統(tǒng)硬件的需求，進(jìn)行主控芯片的選型并詳述其特點(diǎn)。此外，簡(jiǎn)要介紹了系統(tǒng)硬件的外圍模塊。
　　然后通過(guò)上述的整體方案設(shè)計(jì)，給出具體的硬件設(shè)計(jì)電路。包括ARM模塊、FPGA模塊、電源模塊、邏輯I/O與AD轉(zhuǎn)換模塊、CAN總線通信模塊等。詳細(xì)地闡述了電路設(shè)計(jì)流程，并給出了具體的PCB設(shè)計(jì)電路。
　　接著在系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，討論了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)的軟件平臺(tái)主要是運(yùn)用ARM+FPGA的平臺(tái)，主要可以分為主控制模塊、通訊