蛇形管道机器人系统研究

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1、分类号:TH24210710-2014125043硕士学位论文蛇形管道机器人系统研究张向伟导师姓名职称王国庆教授申请学位类别硕士学科专业名称机械电子工程论文提交日期2017年5月12日论文答辩日期2017年6月6日学位授予单位长安大学StudyonthesystemofsnakelikepipelinerobotADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XiangweiZhangSupervisor：Prof.GuoqingWangChang’anUniversity,Xi’an

2、,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：柬，叫７年５月，曰牛Ｉ论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文

3、或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名？？＞年Ｊ月曰Ｉ句｜７力＞导师签名：艾々年上月３曰！摘要针对当前管道机器人进入复杂多变的非结构化管道环境作业困难，适应不同管道环境困难，并且现有的管道机器人使用当前成熟的控制器及配套集成开发环境，控制系统成本高昂且应用场合单一。为此，本文从提高管道机器人的运动性能和智能化程度出发完成系统设计，开发了基于自主控制器的图形化编程系统，确定了各子系统的功能和相互间的交互关系。主要完成了以下方面的工作：（1）提出了蛇形管道机器

4、人系统的整体架构，分析了各子系统之间的交互关系；确定了机械系统与图形化编程系统的总体方案。（2）根据机械设计要求，提出了三节底盘模式结构设计的行走底盘，底盘上携带一个或多个传感器及操作装置进行作业，行走机构采用半弧形柔顺腿结构设计，并且搭建了低成本的直流运动控制系统，完成了驱动电机的选型；并建立了机械系统的简化模型，通过动力学仿真分析验证了管道机器人虚拟样机模型的合理性。（3）根据控制系统的需求，完成了图形化编程系统总体框架的设计，为了满足界面层与程序逻辑层代码分离的需求，设计了图形化编程系统的界面布局；并且设计了一种可视化组件作为语句的基

5、本可视化模块，完成了可视化功能模块的分析与设计，最后，介绍了变量和函数的使用。（4）完成了图形化编程系统的数据结构设计，并给出了语句操作和文件系统功能模块的算法流程和部分关键代码，实现了控制系统的快速可视化编程。经过基本测试，所设计的蛇形管道机器人系统的各个关键技术点运行正常，并能实现相应的功能，结果证明了整体设计方案是正确可行的，为系统的后续发展提供了较好的支撑。关键词：管道，蛇形机器人，半弧形柔顺腿，图形化编程系统，控制系统IAbstractAimedatthecurrentpipelinerobotsaredifficulttoent

6、ertheunstructuredandcomplexpipelineoperationisdifficult,andit’sdifficultforpipelinerobottoadapttodifferentenvironmentofpipeline,andmostofpipelinerobotsusedthematurecontrollerandtheintegrateddevelopmentenvironmentbysupporting,thecostofcontrolsystemishighandtheapplicationsfo

7、rpipelinerobotissingle.Therefore,inordertoimprovetheperformanceofmotionandintelligenceleveloftherobotsystem.Thispaperdesignedthegraphicalprogrammingdevelopmentsystembasedonautonomouscontrolleranddeterminedthefunctionsandmutualinteractionofeachsubsystem.Thispapermainlycompl

8、etedthefollowingworks:(1)Puttingforwardthewholestructureofsnakelikerobotsystem,andanalyze