螺旋輪式驅(qū)動管道檢測機器人控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，國家經(jīng)濟水平快速穩(wěn)定的提高為管道工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良機，管道建設(shè)量呈井噴式增長。然而，隨著管道使用量的增加，受自身質(zhì)量、地質(zhì)災(zāi)害、化學(xué)腐蝕等因素影響，管道泄漏事故也會相應(yīng)增多，嚴(yán)重威脅著自然環(huán)境和人身安全。如何對現(xiàn)役管道定期進(jìn)行有效地檢測、維護來延長管道壽命，防止管道泄漏，成為了一個新課題。傳統(tǒng)的人工檢測很難勝任內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜或輸送有害介質(zhì)的管道檢測任務(wù)，而新興的管道檢測機器人技術(shù)將會成為未來極具吸引力的研究領(lǐng)域。
　　本研究

2、在廣泛調(diào)查國內(nèi)外管道機器人發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，借鑒了近年來國內(nèi)外的研究成果，自主研發(fā)了一臺螺旋輪式驅(qū)動管道檢測機器人樣機。在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計上，為了有效解決常規(guī)機器人在傾斜、垂直管道內(nèi)移動困難，難以適應(yīng)微小管徑變化等問題，提出了一種適用于小管徑管道帶有高強度彈簧壓壁裝置的螺旋輪式機構(gòu)管道機器人，由一臺直流電機驅(qū)動即可運行；在控制系統(tǒng)設(shè)計上，為了實現(xiàn)機器人在管道內(nèi)靈活移動和精確控制，建立了以PIC單片機為系統(tǒng)核心控制器，數(shù)字式PWM為電機驅(qū)動控

3、制方式，車輪移動速度為反饋量的全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)。此外，為了完成機器人對管道內(nèi)部情況如傾斜度、障礙物距離、溫濕度的檢測，還裝備了專用的功能模塊和檢測元件。
　　其次，利用C＃語言開發(fā)出一套上位機控制軟件，通過Wifi無線通訊的方式實現(xiàn)了對管道機器人的遠(yuǎn)程遙控，并且能夠記錄、顯示機器人上傳的檢測數(shù)據(jù)和圖像，以及在線實現(xiàn)圖像預(yù)處理功能。為了提高控制系統(tǒng)的精度和性能，采用了基于直流電機數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)PID控制算法和模糊自適應(yīng)PID控制算