论文题目: 船体表面清刷机器人原理样机的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 杜宏旺
导师: 王立权
关键词: 船体表面水下机器人,清刷机构,运动学
文献来源: 哈尔滨工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 船体表面清刷机器人是针对船体表面的附着物需要定期进行清刷为背景和以提高清刷自动化水平为目的而开发的一种水下清刷作业装置;本课题以黑龙江省科技攻关项目资金为支持而开展的,具有广泛的应用前景。 论文对国内外船体表面清刷作业机具和船体表面清刷机器人的研究发展状况进行综述;根据工作环境和特点,提出方案,经过分析对比选择了双履带、永磁体吸附方式的总体结构。 进行船体表面机器人本体结构设计,包括永磁体结构和吸附力的设计、链传动的设计、清刷机构的设计和水下密封设计等。 对水阻力进行计算和对清刷机器人在不同运动状态进行受力分析,建立力学模型;同时还对机器人进行运动学分析,建立运动学方程。 进行了清刷机器人的伺服电机驱动与控制电路、清刷电机驱动与控制电路、串行通讯电路、倾角传感器数据采集等硬件电路的设计,并进行了基于C语言的上下位机控制软件的开发。 船体表面清刷机器人的研制提高清刷效率及清刷作业自动化水平,开辟了一个崭新的领域。
论文目录:
第1章 绪论
1．1 课题来源、目的和意义
1．2 国内外水下清刷技术的发展概况
1．2．1 水下清刷技术发展的三个阶段
1．2．2 水下清刷技术各阶段技术概况
1．3 壁面移动机器人国内外的发展概况
1．3．1 壁面移动机器人国外的发展概况
1．3．2 壁面移动机器人国内的发展概况
1．4 本文的研究内容及主要工作
第2章 船体表面清刷机器人本体设计
2．1 引言
2．2 船体表面清刷机器人本体方案的选择
2．2．1 船体表面清刷机器人的清刷对象和作业环境
2．2．2 吸附方式和移动方式的选择
2．3 船体表面清刷机器人性能指标和总体构成
2．3．1 船体表面清刷机器人的性能指标
2．3．2 船体表面清刷机器人的组成
2．4 吸附履带永磁体设计
2．4．1 结构设计
2．4．2 磁吸附力
2．5 船体表面清刷机器人链传动
2．5．1 外翼链板结构
2．5．2 链传动主要参数的确定
2．5．3 从动链轮结构
2．5．4 主动链轮结构
2．5．5 链的润滑
2．6 驱动机构
2．7 船体表面清刷机器人清刷机构
2．7．1 刷子的设计
2．7．2 往复装置的设计
2．7．3 往复装置原理
2．7．4 清刷机构力矩分析
2．7．5 弹簧的设计
2．8 清刷机器人防腐和密封
2．8．1 伺服电机密封
2．8．2 下位机控制系统的密封
2．9 本章小结
第3章 船体表面清刷机器人力学与运动学分析
3．1 引言
3．2 船体表面机器人本体水阻力研究
3．3 船体表面清刷机器人相对船体表面静止时系统的受力分析
3．3．1 任意β角时受力分析
3．3．2 极限状态受力分析
3．4 船体表面清刷机器人相对于船体表面运动时系统的受力分析
3．4．1 任意β角时受力分析
3．4．2 极限状态受力分析
3．5 船体表面清刷机器人运动学方程
3．6 本章小结
第4章 船体表面清刷机器人控制系统硬件设计
4．1 引言
4．2 船体表面清刷机器人控制系统总体方案
4．3 船体表面清刷机器人下位机硬件设计
4．3．1 下位机控制系统
4．3．2 通讯电路
4．3．3 伺服放大器接口电路
4．3．4 倾角传感器的数据采集
4．3．5 清刷电机驱动与控制电路的设计
4．4 船体表面清刷机器人上位机控制系统电路
4．5 本章小结
第5章 船体表面清刷机器人控制系统软件设计
5．1 引言
5．2 船体表面清刷机器人控制系统的基本要求
5．3 船体表面清刷机器人控制系统软件总体方案
5．3．1 倾角传感器的串行数据采集
5．3．2 下位单片机控制流程
5．3．3 上位单片机控制软件设计
5．3．4 串口通讯流程
5．3．5 CRC校验程序设计
5．4 船体表面清刷机器人速度控制算法
5．5 船体表面清刷机器人常规PID控制
5．6 本章小结
第6章 船体表面清刷机器人控制系统实验
6．1 船体表面清刷机器人控制系统的性能测试
6．2 船体表面清刷机器人速度测试
6．3 船体表面清刷机器人纠偏能力测试
6．4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和取得的成果
致谢
发布时间: 2005-10-21
参考文献
- [1].船体表面水下清刷机器人关键技术研究[D]. 尹龙.哈尔滨工程大学2004
- [2].水下船体表面清刷机器人工程样机的研究[D]. 吕长生.哈尔滨工程大学2006
- [3].水下船体表面清刷机器人检测系统研究[D]. 安永东.哈尔滨工程大学2007
- [4].船体表面清洗机器人电磁足设计与分析[D]. 轩辕宪文.哈尔滨工程大学2017
- [5].水下船体表面清刷机器人控制系统的研究[D]. 金海涛.哈尔滨工程大学2003
- [6].船体表面水下清刷机器人研究[D]. 肖宏远.哈尔滨工程大学2017
- [7].水下船体表面清刷机器人复合吸附方法的研究[D]. 任梦鸿.哈尔滨工程大学2009
- [8].水下船体清刷机器人控制系统及路径规划研究[D]. 金东杰.哈尔滨工程大学2007
- [9].水下船体表面清刷机器人磁吸附驱动装置的研究[D]. 王峰.哈尔滨工程大学2003
- [10].履带式爬壁机器人的设计及其在船舶检测中的应用研究[D]. 陈贤雷.浙江大学2013
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