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（独家原创）管道爬行器的研究与设计（全套CAD图纸）

这种电路简单易接，没有延迟现象，可以满足较快和较慢的调速需求，较为理想。图.电机部分总电路设计综合图图的电路设计可得电机部分总电路图如图所示。图各电机控制总电路机器人中电机由个，电机较多，采用个电源显然不能满足电机的能量消耗，所以采用个电源同时供电能满足电机的长时间工作的要求。均为位开关，对于开关左位接通为反转，右位接通为正转。中位为断路。.电机顺序动作的电路设计由转弯的方法可以分离出电机的顺序动作有电机反转电机前进电机正转电机反转电机正转电机正转。对于电机的顺序动作由现代控制理论我们可以由以下几种选择采用手动开关通过摄像头观察，人为进行控制。采用传统的电磁电气控制电路进行逻辑控制。采用单片机进行自动控制。人为控制若采用第种方法控制，如图所示，这种电路可以进行人为的进行电机的顺序动作控制，先闭合开关的左边再断开闭合的右边再断开闭合的右边再断开闭合的左边再断开闭合的右边再断开闭合的右边再断开。逻辑控制若采用第二种控制方法，可以参考机床电气控制的经典电路作出如图，图组成的由电磁铁，继电器组成的电磁控制电路，采用时间继电器来控制元件的顺序动作个通过不同的得电实现个顺序动作，时间继电器的延时为秒，也可以根据不同的伸缩要求设定动作时间。控制步骤，控制步骤，控制步骤，控制步骤，控制步骤，控制步骤。单片机进行自动控制考虑采用单片机自动控制电路，可以把顺序动作分解为由不同的使能端输出，由个初始激发信号，来使上电，同时执行程序从而输出各个电信号，各个电信号来驱动各执行原件控制电机的动作，如图所示为由端口分配接线图，端口分配表如下表口分配表输入输出转弯启动前伞闭合后伞足前进前伞打开后伞闭合前伞足前进后伞足打开如图为电机主回路接线图，如图为程序梯形图构成的组合控制电路。图端口分配接线图图电机主回路接线图图程序梯形图构成的组合控制电路电路分析对于图所示接线图由闭合上电发出启动程序指令，由端口接收。由图所示程序梯形图的执行程序可以进行顺序的动作执行，通过定时器来设定元件的接电时序来输出电信号。使按顺序得电共步，其中依次控制转弯时各电机的顺序动作，并由依次执行元件执行动作。由图所示电机主回路接线图可以进行执行元件的直接执行动作，由触点的接通和断开来直接驱动电机的顺序动作。电路的比较与选择如下对于如图所示电路，它的优点是方便，简单，结构精炼。但要人为的控制，并且步骤复杂，开关较多，操作麻烦。对于如图，所示电路图，它的优点是能够由个激励信号完成所有的顺序动作，操作简单，但结构复杂，并且继电器电路般需要以上的电源配合，还要连接各个触点，对于管道机器人的电路系统要求不符合，还要重新配置电气系统，配置控制箱，系统庞大，不太符合野外工作要求。对于如图所示电路图，可以用进行自动化控制，般也需要的电源配合，并且价格较高，并且需要接触器来进行控制执行，并且各种管道的小径不同，不能通过简单的设定延时来控制伞足的张开和闭合。用在这种机器人身上显然大材小用了。通过以上电路的比较以及管道爬行机器人的工作要求及条件，我们选用人为手动开关控制转弯动作，并且可以随时调整，采用这种控制方法可以省略很多元器件，节约线材，简单快捷，价格低廉，适合低压控制电路，并且可以随意的人为执行动作，适合不同的工作环境下的动作执行，接线简单，采用手柄式控制盒布线体积较小，重量轻，适合任何电源，具有定的通用性。.照明系统的电路设计照明电路选用个的荧光灯并联在电源上即可。如图所示。图照明电路.管道内机器人定位系统的设计在机器人工作时，通过人眼观察摄像头传输的信息来确定管道是否破损，需要对机器人进行管道中的定位来确定管道破损处的定位。爬行器管道内定位方案的提出与分析根据所学的电路及信号方面的知识。大致列出机器人管道中定位方案如下方案可根据工业过程控制中，常用的小车模型中的确定小车位置的行程开关或感光元件光敏管发光二极管感光二极管进行编号，对机器人经过时进行信号的传输，来确定机器人在管道中的位置。方案二可以借鉴通信运营商的卫星定位系统，自行设计无线传输通信系统，对机器人进行安装信号源，通过外部的全局的信号接受，来确定机器人的确切的位置。即小型的管道用。方案三对于管道机器人的特殊性，可以变相的认为管道机器人就是列小型的有轨火车，则可以模仿火车调度室的火车运行定位方案进行管道机器人定位的设计。方案四由于管道是封闭的，有固定路径的，可以仿出租车的里程计算系统来直接计算出机器人的行程长度，通过计算里程和比对管道线路工程图来间接的确定机器人的准确位置。对于方案那就必须把管道内部按照定的步距安装定密度的敏光管或感光二极管等感应器，信号反馈线路有线或无线，外接串口或并口。对感应器进行编号，由个编号的感应器发出的信号来确定机器人所在的大致位置。根据机器人的大致位置，和摄像头所发出的视频信号人为的判断管道是否破损，对破土进行管道维修提供破损定位。对于方案二可以在管道机器人上安装卫星定位器，借助通信运营商进行卫星结合管道的布局图进行定位类似于车载卫星定位，可以把道路看做管道线路，把车看成管道爬行机器人。其卫星定位原理如图，运用到机器人上形成的上位机展示图如图。图卫星定位原理图上位机仿真图像对于方案三基于有轨列车的轨道行进过程中。可以组建列车线路网，基于列车线路网这个平台进行列车行驶位置的监控。如图。对于火车的调度及运行定位可以查到，系统采用以定位为主，以相关信息为辅的定位方式，通过车载计算机实时对系统各功能模块信息的交互，完成对机车运行全过程的信息采