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桥底检测爬壁机器人控制系统开发
| 论文题名： | 桥底检测爬壁机器人控制系统开发 |
| 关键词： | 爬壁机器人;控制系统开发;桥底检测;性能技术指标;仿真分析;滑动密封机构 |
| 摘要： | 为了实现对桥梁底部进行检测，提高桥梁检测的效率，本论文设计了桥底检测爬壁机器人。爬壁机器人能够利用图像处理技术进行桥梁检测结果的后处理和评估，为及时的桥梁保养工程提供重要的依据。机器人能够携带无线图像传输设备将现场桥底的情况传输到远程监控端，避免人类冒着危险及投入巨大的成本在桥梁底部实施检测。桥底检测爬壁机器人不仅可以提高工作的安全性和效率，而且能够检测出桥底人类所不能到达的狭小盲区。 本论文首先对桥梁环境进行了调研，制定出详细的性能技术指标，据此初步设计出了爬壁机器人的本体结构，对吸附系统中密封机构进行理论的分析，通过实验的对比研究，设计出了负压产生效率高的滑动密封机构。 论文中的主要内容是控制系统的设计，先提出了机器人的总控制方案。其次，对机器人进行安全性的分析，对吸附系统进行了仿真分析，理论证实吸附系统即使在密封机构有一定间隙的情况下，能够产生需要的吸附力，通过调整吸附部件离心泵的转速，能够调整机器人的吸附力，为控制系统中吸附系统的控制提供了理论支持。接着，对运动系统的控制进行分析，建立机器人运动学模型，通过控制四轮的驱动舵机来使机器人实现灵活的移动。基于图像分析的桥底检测是控制系统的一部分，根据现场桥底图像分析的结果，机器人能够实时地实现调整，并做出标记桥底裂缝的动作，使得工作人员快速定位裂缝发生位置。为了对桥梁实施检测，将无线图像的传输和控制系统集成在上位机，实现了远程图像的采集和存储。 最后，论文对爬壁机器人的相关性能在实验室进行了实验和测量，并在南京长江第二大桥现场和周边高速桥梁现场进行了综合性的实验，验证了机器人的实用性，为桥底检测爬壁机器人的快速的运用到实际中提供了重要的依据。 |
| 作者： | 杨衍舒 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 刘永 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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