原文传递
桥梁缆索检测机器人机械结构和控制系统的设计与实现
| 论文题名： | 桥梁缆索检测机器人机械结构和控制系统的设计与实现 |
| 关键词： | 桥梁缆索;控制系统;检测机器人;机械结构;无线遥控 |
| 摘要： | 缆索是斜拉桥的主要受力构件之一，缆索的状态与桥梁的安全密切相关，因此需定期对其进行例行检测，为使例行检测更加便捷，研制用于桥梁缆索检测的自动化装备一直受到高度关注。目前桥梁缆索例行检测最常见项目为缆索表面保护层的完好情况和缆索的震动摆幅，通常采用人工检测，不仅成本高、效率低、准确率低且危险性大。因此，研制一种可沿缆索自动爬行的缆索检测机器人，作为搭载相应检测设备的平台，用以完成对缆索的定期检测任务已成为当务之急。 本文介绍一种新型的桥梁缆索检测机器人机械结构和控制系统的设计方案及具体实现方法。在充分调研的基础上提出机器人的设计指标和设计方案，在此基础上提出了一种新型、电驱式斜拉桥缆索检测机器人的结构设计方案，并通过实验验证设计的可行性。该设计方案的机器人在设计上采用对称式框架结构，具有体积小、重量轻、便于装卸等特点，可实现在变直径的缆索上作业，克服了现有缆索检测机器人自重过大、检测时卡死以及螺旋式爬行等问题。 根据所提出的设计指标和设计方案，对机器人的整体机构进行力学分析，确定了其在缆索上作业时所需的爬升力和附着力，给出了所需夹紧电机、电动推杆、电磁制动器以及电磁铁的选型依据。运用SolidWorks三维建模软件对机器人进行三维建模，最终确定各零部件设计的合理性。 在确定整体结构的可行性、合理性的基础上，完成整机全套机械零件图纸制作，定制所需配件及自行完成部分零部件的加工，完成机器人样机的装配及调试。 根据本机器人作业的特殊环境，成功设计开发出了以触摸屏为人机交互界面、PLC为控制核心、PT2264/2272为无线发射/接收模块、继电器电路为动作驱动模块的无线遥控控制系统。可在400m距离内稳定实现对机器人的无线遥控。 本文所设计的缆索检测机器人已完成样机的开发。实验室测试及在南宁市蒲庙大桥进行的现场应用测试的结果表明，设计是成功的，所研制的样机达到了所提出的设计指标和性能要求，取得了满意的效果。 与本设计相关的技术已申请六项国家专利，其中:三项发明专利已公告，三项实用新型已授权。 |
| 作者： | 刘子源 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 陈赤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西师范大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
