中央空调管道清洗机器人控制系统设计

为解决中央空调管道清洗难及管径不规范等问题,将自动定心技术应用到管道清洗机器人中,开展了中央空调管道清洗机器人控制系统方案分析与设计。采用模块化的设计思想,以ATmega64单片机为控制核心,建立了各个功能模块之间的关系,实现了中央空调管道清洗机器人整个控制系统的方案设计。在现有的中央空调管道清洗技术基础上,对相关研究成果进行了对比分析及评价。研究结果表明,所设计的清洗机器人能够实现自动定心以适应不同的空调管径,完成清洗作业,为中央空调管道清洗技术提供了广阔的应用前景。     

中央空调风管清洗机器人自适应调节机构的研究

根据国内中央空调风管特点及尺寸要求,提出一种风管清洗机器人自适应调节机构。分析了机构的工作原理、力学特性,建立了数学模型,进行了仿真。结果表明,调节机构对这些风管有极强的适应性,同时可增强机器人的牵引能力。     

中央空调管道清洗机器人设计

在中央空调管道机器人的机械结构设计基础上,重点研究基于单片机控制的中央空调管道清洗机器人开放式控制系统,完成了清洗机器人的控制策略和控制系统软/硬件结构的实现。该机器人结构简单,控制灵活,系统工作稳定,为中央空调管道远程监控自动清洗技术的进一步研究提供了平台。     

基于FPGA的中央空调管道清洗机器人设计

设计以FPGA为控制器的中央空调管道清洗机器人。利用FPGA高速处理能力使各模块并行工作,通过车载摄像头传回的视频对小车进行远程操控,使小车工作在自动或手动模式。该机器人操作简单,性能稳定,为中央空调管道远程监控清洗技术的研究提供了平台。     

中央空调风管清洗机器人关键技术分析

本文针对目前国内中央空调风管清洗机器人中的关键技术问题进行了全面分析研究,提出了一系列改进措施,并对其结构进行了优化设计,使该机器人结构更合理、功能更强大、使用更方便。     

光传输管道清洗机器人控制系统设计与研究

在对光传输管道的结构特点进行调研分析基础上,对用于清洗此类管道的机器人控制系统进行了研究。设计了包括视觉系统和机器人行走控制两部分的运动控制系统。视觉系统负责采集数据并对数据进行处理后计算机器人的偏移量和偏移角度;机器人行走控制主要由纠偏控制与舵角控制两部分构成,形成一个以舵角为被控对象的闭环控制系统,基于视觉系统实时获取的偏差信息,通过控制算法进行在线实时纠偏,不断消除位姿偏差达到机器人跟随管道中心线的目的。该机器人运动过程匀速、平稳,结构简单,控制灵活,系统工作稳定,在直线行走过程中,行走10m后机器人距离中心偏差≤1cm,其为进一步对光传输管道的污染控制进行研究提供了平台。     

通风与空调系统中风管系统清洗设备的设计

利用运动小车上的滚刷扬尘,用吸尘器把灰尘吸出来,是目前国内外风管清洗设备最主要的形式。针对"在有较重积尘的情况下,积尘很难通过长长的风管进入吸尘器"的问题,设计了一种吸尘头,该吸尘头靠抬臂机构预压紧,调整吸尘头与风管之间的距离,并在此基础上设计了一个吸尘头自压紧风管底部的机构,这样机器人在运动时可适应风管不同位置上底部的不平整。即使风管稍有不平或接缝之处,也可以吸尽粉尘。研究结果表明,共用运动平台减轻了维护工作量,降低了清洗设备的制造成本;利用吸尘管形成负压方式,不需在整个风管内形成负压,可以大大降低吸尘电机的功率。     

多运动模式管道机器人结构设计与运动分析

针对管道机器人运动形式单一的问题,设计了一种具有多种运动模式并能进行切换的轮式管道机器人,给出了管道机器人的总体方案,设计了管道机器人的自适应变径机构、车轮变位机构和转弯机构,建立了管道机器人轮式行走时的运动模型和力学模型,并以此为基础对机器人主体结构进行优化设计。     

基于FluidSIM的清洗机器人柔性自动跟踪清洗功能设计与仿真实现

该文在中央空调清洗机器人的研究与开发的基础上,具体进行了清洗机器人柔性自动跟踪清洗功能气动设计与仿真实现。完成基于FluidSIM-P的气动控制系统和电气控制系统的设计,并利用该软件进行系统的仿真,得到各回路及电路状态图。结果表明该设计可大大提高设计效率,收到良好效果。     

中央空调管道清洁机器人造型设计

正设计说明:中央空调的管道如不定期清洁会滋生致病病菌,造成空调交叉污染。传统中央空调管道清理需要先用气囊封闭两端,再放入探测机器人探测、清扫机器人清扫,最后通过空压机将灰尘吸出,步骤繁琐且成本高。该设计是专门用来清扫中央空调通风管道的清洁机器人,综合多种设备的功能,在通风管道行走时将管道清扫,并能深入细小管道进行清洁。     

一种埋入式在线清洗冷凝管机器人设计研究

为提高冷凝管内壁清洗机器人的工作性能,解决现有清洗设备工作效率低和成本高等问题,研制了新型的冷凝管清洗机器人。根据机器人的工作环境,以及实际清洗工作的需要,设计了该清洗机器人机械本体机构、抗干扰的管道旋转连接器、清洗作业系统和工作流程;分析了该机器人传动系统设计过程,编制了设计计算的程序流程图,实现了传动系统的快速分析、计算和校核。该项研究不仅为冷凝管内壁清洗提供了一种新型的埋入式在线清洗机器人,而且也为同类机器人设计提供了理论依据。     

中央空调管道清洁机器人系统的设计

设计了一套中央空调管道的自动清扫机器人系统，适用于家用及商用中央空调矩形管道。介绍了远程机器人的结构设计及其主要功能，论述了指引机器人直线前进并自动转弯的驱动和导向装置的设计，使用Pro／e建立了清洁机器人的三维模型，进行了模型的装配分析，并制作了旋转刷装置的实物模型，验证了机器人的清扫效果。     

管道机器人结构与通过性分析

针对现有油气管道检测机器人运动方式单一、管径适应范围小、机器人在管道中通过性与适应性差等问题,设计了一种新型变运动方式管道机器人.给出机器人的设计需求,介绍了机器人的整体结构与工作原理;提出了主副簧结合、共同预紧的被动支撑机构和具有倾角可调功能的驱动机构;对支撑机构受力进行分析,同时对机器人通过弯管时的尺寸约束条件与运动约束条件进行分析,并进行了实验验证.结果表明,机器人的结构设计与计算合理,机器人在弯管中的尺寸约束与运动约束分析是正确的,机器人可以顺利通过R≥1.5D的弯管环境.该研究结果为后续机器人仿真实验与样机制作提供了参考.     

四足管道爬壁机器人周向运动位姿规划

为了实现四足机器人沿着管道内壁进行连续的周向运动,对运动过程中的位置和姿态进行规划.建立管道坐标系和机器人的位置、姿态方程,规划了一种包含足姿调整、机身旋转和机身平移的周向运动.为保证周向运动的连续性,对运动过程中位姿的角度、方向、位移进行规划,并通过足端运动实现周向运动位姿的规划.利用Matlab计算得到的周向运动关节角度曲线,对机器人样机进行爬壁实验.实验结果和滚转角分析验证了周向运动位姿规划的正确性.     

复杂环境下旋转式变向管道清洗机器人及转向技术研究

针对目前管道清洗机器人的缺点,设计出一种可以根据管道内径变化而调整机器自身轮廓直径的机器人,同时使用旋转机构来实现机器人在管道大角度的转弯技术。机器人的整体运动则由直流电机与机械结构配合实现。机器人的直线运动由履带与直流电机构成,在机器人的机腿则由丝杠与螺母和直流电机的配合实现伞状结构以达到机腿在大范围内的伸缩变换。在机器人行进方向的改变上则创新性地使用旋转方式带动履带运动方向的改变,实现在管道内大角度的转弯。污物清洗则使用高压喷头实现;而直流电机则通过调控PWM脉宽来实现调控;在定位系统上则采用出租车定位系统。整体设计上运用巧妙的机械原理,实现了自适应式的伞状机腿伸缩结构,旋转式的转弯技术。为管道清理机器人的设计提供了新的优化方法与借鉴案例。     

球形管道机器人设计

球形管道机器人是将球形机器人的结构应用于管道爬行这一背景中设计的一种机器人。它利用了球形机器人运动全向性、转弯灵活的特点,解决了目前管道机器人中普遍存在的转弯困难、运动速度慢的问题。介绍了球形管道机器人的机械结构,在水平面内对机器人做了运动原理分析。针对管道应用的特点介绍了机器人对于各种交叉管路的识别并具体分析了转弯过程。     

基于电源线载波的有缆管道机器人通信系统

当有缆管道机器人的线缆长度增加时,其重量大增,与管壁的摩擦力会变得很大,严重影响了机器人作业时的最大行走距离及可靠性。为了克服该缺点,本文采用KQ-100E电源线载波调制解调模块,给出了载波电路图,制定了通信协议,描述了通信流程,从而实现了线缆内电源线与信号线的复用。该研究成果已应用于中央空调风管清洁机器人中。应用结果表明,该通信系统大大减轻了线缆与管壁的摩擦力,提高了管道机器人的可靠性,增大了其作业时的最大行走距离。     

环管道运动机器人扫查器行走机构控制系统设计

油气输送管道由于其工作环境的特殊性,其管道对接环焊缝不可避免地存在缺陷.全自动超声检测(AUT)是应用最为广泛的检测方法.为保证管道环焊缝缺陷检测的可靠性并提高检测效率,设计了全自动超声检测环管道运动机器人对其进行监测.扫查器行走机构是环管道运动机器人的核心部分.在介绍总体设计方案的基础上,对环管道运动机器人行走机构的运动控制系统进行叙述.工程样机经试验证明各项数据均符合工程要求.     

基于ADAMS的清洗闸门钢丝绳攀爬机器人的可行性分析

携带清洗装置的闸门钢丝绳攀爬机器人可以解决国内仍在使用的人工悬吊式闸门钢丝绳所存在的劳动强度大、安全系数低的问题,机器人代替人工完成钢丝绳自动攀爬与清洗的任务,可降低安全风险,提高工作效率。通过仿尺蠖的爬行机理对闸门钢丝绳攀爬机器人的机械结构进行设计,进而构造内外两个分体式结构实现在钢丝绳上的运动。分别对所设计的攀爬机器人进行运动学分析,对具有清洗装置的攀爬机器人的运动进行分析,利用ADAMS仿真软件进行仿真,仿真结果验证了自动攀爬机器人的可行性;在已有基础上对携带激光清洗装置的攀爬机器人和加入滚珠丝杠结构后的清洗装置攀爬机器人进行对比分析,发现后者清洗钢丝绳的效果更好。     

中央空调管道清扫机器人的设计

针对目前国内中央空调特点，设计了一种专门用于中央空调管道清扫的机器人。该机器人有移动小车和毛刷机构组成，采用PLC控制，从结构和软件上均保证了其工作的安全性和可靠性。