湖南师范大学项目结题报告书

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1、大学生创新性实验项目结题报告书   项目名称：基于连续油管无损检测技术的管道机器人设计项目级别：省级负责人：陈力所在学院：物理与信息科学学院专业年级：2009级通信工程指导教师:王玲/江沸菠职称教授/助教起止年月：2011年9月至2012年10月填写日期：2012年10月19日湖南师范大学教务处制6填表说明 一、填写结题报告书前，请先征求指导教师意见。报告书的各项内容要求实事求是，逐条认真填写。表达明确、严谨，一律要求用打印稿件。二、报告书用A4纸张打印，于左侧装订成册。一式三份，由指导教师和所在学院审查并签

2、署意见后，统一报送教务处实验室管理科。三、要求在本报告书后，必须附带经指导教师审阅、签字的详细研究资料与结果（论文、实验报告等）材料。四、如表格不够，可以另加附页。      项目名称基于连续油管无损检测技术的管道机器人设计所属一级学科通信技术 6资助经费（元）20000实际支出经费（元）负责人 责人人人人人姓名陈力 学号2009130432电话13507475746年级专业2009级通信工程E-maildiyu6060@qq.com指导教师姓名王玲职务/职称教授电话13755051401E-mail 实际参

3、加人员姓名陈力 学号2009130432姓名王潋学号2009130419姓名王倩学号2009130465姓名 学号 研究期限计划完成时间2012年10月 实际完成时间2012年10月 计划完成情况1.提前完成√2.按期完成3.延期完成未按期完成的原因：研究成果形式实验设计1套发表论文篇实验报告1个制作课件本调查报告个会议交流5次申请专利项小组讨论10次 其它   成果应用情况（1）设计了管道机器人的路径搜索算法，实现机器人在管道内的自动行走、寻路和探堵，并通过步进电机转动的圈数来估计检测的位置，因此能够比较准

4、确检测到机器人堵塞的位置。（2）设计了管道机器人的硬件结构，包括CPU、传感器、步进电机等。（3）在基本的功能实现的情况下，还实现了管道机器人的无线数据传输和实时显示管道机器人的位置，具备很好的人机交互能力。6研究工作总结简介请按照下列提纲编写，要求简明扼要，以学术总结为主，总字数在1500字以内。1.主要研究内容与方法、研究结果。2.该研究的意义、学术价值和应用前景；学术反映。3.同预期计划和目标比较，说明存在问题与建议。4.收获和体会。1、主要研究内容与方法、研究成果本项目在上述研究背景的基础上拟设计一种

5、基于嵌入式系统的管道机器人，该机器人采用智能算法在管道作业的过程中行走、寻路和避障,无需人工干预。在进行管道探堵时，管道机器人按预定的线路在管道中行走，采用多个红外传感器来检测前方的障碍（固体赃物阻塞），当检测到管道阻塞时，管道机器人将检测位置记录在设备的存储器中，并沿原路返回。系统的创新点在于：（1）寻路智能化：管道机器人的设计以智能小车为基础，按照实际管道测试的要求搭载多个红外传感器，使用ARMcortex-M3作为小车的主控芯片，并编制相应的路径搜索算法来实现管道机器人在管道内部自动的行走、寻路和避障，

6、整个过程无需人工干预，具备较高的智能化水平。（2）有效检测管道阻塞：在进行管道探堵时，管道机器人按照寻路时检测的有效路径在管道中行走，同时通过前方的红外传感器来检测管道内的障碍，当检测到管道阻塞时,管道机器人可将检测位置记录在设备的存储器中并沿原路返回，工作人员只需调出存储器中的数据即可知道阻塞的具体位置，从而有针对性的开展解堵作业。（3）操作灵活，扩展性好：管道机器人的设计采用标准架构的ARM芯片，便于程序的设计与升级。系统设计好后，可通过管道检测的实际情况来不断调整红外检测的参数，从而减少误测现象的发生，

7、同时通过优化寻路算法来提高系统的检测速度。6（4）实现了无线方式采集管道中的信息，实时更新机器人当前的工作状态，更加有效方便的进行探堵作业。研究成果：已完成的项目内的所有内容，能够检测到管道的堵塞信息，并且实现了无线收发数据，实时监控机器人的作业。1、该研究的意义、学术价值和应用前景；学术反映在连续油管的无损检测技术中，管道机器人的研究有着广泛的应用前景和社会需求。管道机器人技术是集无损检测技术、机器人技术、计算机技术、数据分析和处理等多种技术于一体的高新技术。它是驱动器、传动装置、传感器、控制器、电源、计算

8、机等装置和技术的集成。管道机器人可沿管道内壁自动行走、寻路和避障，并通过携带的传感器自动完成管道内探堵（油质赃物堵塞、颗粒赃物堵塞和铅油岩屑堵塞等）作业。2、同预计计划和目标比较，说明存在的问题和建议（1）NRF24L01的通信距离有限制，经测试，隔一堵墙其数据传输距离只有10米左右，因此要在比较深的管道中作业，可以考虑外接天线。（2）在进行探堵的作业过程中，需要携带PC机才能明了显示当前位置信息。