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【毕业论文】爬墙机器人气压传动系统及控制硬件毕业设计说明书 【毕业论文】爬墙机器人气压传动系统及控制硬件毕业设计说明书

格式:word 上传:2022-06-24 19:05:39

《【毕业论文】爬墙机器人气压传动系统及控制硬件毕业设计说明书》修改意见稿

1、“.....然后进步选择执行元件及控制元件,再根据机器人的动作原理选择单片机,设计无线控制电路,并编写初始化程序及动作程序。机器人的结构设计爬墙机器人在诸如核工业建筑业造船业等需要在高空作业的特殊场合有着广泛的用途。对于爬墙机器人而言完成可靠的吸附和平稳的移动是它的最基本也是最主要的功能。目前应用于实际的或文献报道的爬墙机器人的步行机构通常采用基于仿生原理的六足或四足等多足步行机构。本机器人根据实际情况采用八足步进机构。本文设计的爬墙机器人应用真空吸盘的吸附原理,采用脚步式结构设计,由气缸驱动机器人脚步的交替移动以实现在垂直表面的自由移动。该机器人机身采用有机玻璃制造,重量轻易加工。控制系统采用单片机控制,在手动控制的基础上实现了无线遥控。机构设计本机器人结构简单,由横纵两个垂直机构组成。横向结构分析机器人结构具有的特点是结构简单,有横纵两个垂直机构组成。横向结构实现向左向右的动作,纵向结构实现向上向下的动作......”

2、“.....下表面横向安装单出驱动气缸,这样活塞杆可以自由移动,然后在纵向气缸的前后两端面分别安装块与缸身垂直的面板,并在其上安装气缸及真空发生器,真空吸盘和分别安装在端面气缸的活塞杆上,横向结构的安装形式与纵向机构致。主要运动元件是个双作用单出杆气缸和个真空吸盘。利用压缩空气作为动力源,采用单片机和电磁阀来控制和切换气源,控制双作用单出杆气缸和真空发生器工作。机器人的本体重量为,简图如图所示图机器人结构简图动作原理本机器人通过横向和纵向两组吸盘的交替吸附墙面而完成机器人的上升下降向左向右及停止个基本动作。主要的动作原理是以向上运动为例,假设机器人处于初始状态,即气缸呈收缩状态,端面驱动气缸伸出,让吸盘吸附在墙面,然后真空发生器工作,提供真空,这样整个机器人便可以通过真空在墙面上。接下来的动作如下释放吸盘的真空,并且缩回气缸,使吸盘脱离墙面通过吸盘的固定作用,切换纵向气缸的气路......”

3、“.....让吸盘接触墙面,并提供真空通过吸盘的固定作用后,释放的真空,缩回气缸,使吸盘脱离墙面切换纵向气缸的回路,使其带动缸身向前移动定的距离伸出气缸,并向吸盘提供真空,使其吸附墙面。从上面的动作序列可以看出,动作的结果是驱动整个机器人的躯体整体向前移动了步。向下向左向右的动作具有相同的动作原理。通过几个基本动作的组合,机器人便可以向各个方向运动。爬壁机器人的气压传动系统设计气压控制回路设计根据机器人的结构,设计气动回路如图所示图气动回路选择执行元件根据机器人的动作原理,主气缸及副气缸采用双作用单活塞杆气缸。主要参数尺寸气缸内径主气缸其内径由下式计算,即式中,工作推力当时,,则查机械设计手册,取标准缸径,行程副气缸由于推力较小,查机械设计手册,采用的小型气缸,行程综上,取主气缸为Ⅱ型气缸,副气缸为型气缸。耗气量计算主气缸已知缸径,行程......”

4、“.....选用型真空吸盘,该吸盘在真空度为时的理论吸力为,机器人行走时最少有两个吸盘工作,该吸盘可以达到工作要求。真空发生器选用型,该真空发生器的最高真空度为,耗气量为。真空过滤器用于过滤空气中和吸附表面的杂质,以保证真空发生器正常工作,选用型。选择控制元件选择类型根据系统对控制元件工作压力及流量的要求,按照气动回路原图的要求初选各控制阀如下主缸换向阀为,通径待定。副缸换向阀为,通径待定。真空发生阀为,通径待定。选择主控阀主缸换向阀的选择因主缸压力要求,流量,查机械设计手册初选主缸换向阀的通径为,额定流量为。又主缸进气口的通径为,故选其型号为。副缸换向阀的选择因副缸压力要求,流量,及副缸进气,口的通径为,故选其型号为。节流阀的选择考虑到节流阀与主缸换向阀相连,故选其型号为。真空发生阀的选择真空发生器的要求为,流量......”

5、“.....又真空发生器的进气口通径为,故选其型号为。选择减压阀根据系统根据系统所要求的工作压力及流量,考虑到最大用气量是在机器人停止时四个真空发生器和四个副缸同时工作交流放大驱动电流交流放大频率范围表接收电路的主要电气参数参数最小值典型值最大值工作电压工作电流放大器驱动电流放大器陷电流有效解码频率范围引脚功能为发射遥控电路,它采用脚双列插式塑料封装,其引脚排列内部方框图如图所示,引脚功能见表。分别触控发射控制端至地,即可发射五种不同的编码信号,其中脚输出的为带载波的编码信号,适合作红外遥控输出。脚输出的为不带载波的编码信号,适合作无线遥控的调制信号输出。脚直接与配合,可组成相应的编解码电路。改变脚外接的阻值,可改变载波频率及编码脉冲波形输出。的选值范围为。⑩脚为发射状态指示端,可通过外接发光二极管来指示发射状态。或脚输出的编码信号,经后级相应的射频电路放大后,经红外管或天线发射......”

6、“.....图表引脚的功能引脚符号功能发射控制端测试端电源负端发射控制端发射控制端发射控制端带载波的编码信号输出端不带载波的编码信号输出端电源正端电源控制输出端振荡器输出端振荡器输入端测试端发射控制端为与配套的遥控接收电路。它采用脚双列直插式塑封装,其引脚排列内部功能方框图如图所示,引脚功能见表。遥控发射电路发射的带有编码信息的射频信号,经射频接收电路接收并解调后,还原成相应的编码信号,该信号被由的脚及脚内部反相器及相应的外围电路组成的反相放大器放大后,被送人的编码信号输人端脚,经内部译码后,将在输出端分别输出相应的控制信号。④脚外接的,其阻值必须与发射电路的脚外接的相同,否则,接收电路内部基准频率与发射电路内部基准频率不致时,接收电路无法解调出相应的编码信号。利用的高电平控制信号,辅以相应的控制电路,可方便地实现对相应电路的开关控制......”

7、“.....控制输出端被禁止输出此端接地,控制输出端被禁止输出控制输出端控制输出端控制输出端电源正端用于信号放大的反相器输入端用于信号放大的反相器输出端用于信号放大的反相器输入端遥控发射接收电路本系统中的遥控发射电路如图所示,当控制脚接地后,此脚所对应的功能选通,并由锁存电路锁存,锁存信号控制编码电路进行编码,产生对应控制功能的编码信号。由及等产生的载波信号受到从引脚输出的编码信号的调制后,再经放大发射。引脚为带载波编码信号输出端,引脚为不带载波编码信号的输出端。中的为振荡电阻,为电源发射指示灯。图发射电路图为接收电路,在发射端发出的高频信号经接收天线接收,等构成的超再生接收电路,为并联谐振回路,其作用是选频,为超再生正反馈电容,调整可改变接收频率。决定超再生的熄灭电压。接收信号经送入译码电路的引脚进行放大,放大后的信号由引脚输出经送入译码信号输出端引脚进行译码。为振荡电阻。当译码电路将接收到的信号译码后......”

8、“.....旦发射电路由键按下,的相应引脚变高,并把电平信号送入单片机的引脚。组成简单的稳压电路,为提供稳定的工作电压,为隔离二极管。图接收电路软件设计本机器人的控制其实就是组动作的顺序控制,机器人的动作分解为个基本动作向上向下向左向右和停止。因此,程序采用模块化的设计思想。根据本设计的具体情况,发射电路中引脚对应键的功能为向上,引脚对应键的功能为下降,引脚对应键的功能为向右,引脚对应键的功能为向左。控制程序主要包括以下模块初始化程序,向上运动子程序,向下运动子程序,向左运动子程序,向右运动子程序。主程序框图如图所示。图初始化子程序主要目的是使机器人在上电通气以后恢复到停止状态,完成气缸的复位等动作。当单片机的口检测到遥控器发出的方位的运动信号时,则转入相应子程序,使机器人在该方向上运动段距离。根据机器人的动作原理,确定线圈的通断情况。初始时通电,向上断电,然后断电,接着通电,既而断电,接着通电,最后通电......”

9、“.....然后断电,接着通电,既而断电,接着通电,最后通电。向右断电,然后断电,接着通电,既而断电,接着通电,最后通电。向左断电,然后断电,接着通电,既而断电,接着通电,最后通电。由线圈的通断情况编写程序如下,参考文献宦洪才,张茂青,施文娟等爬墙机器人控制系统设计与调试电子工程师胡继康,芮延,张茂青蛇型机器人控制系统与单片机控制苏州大学学报工科版,王茁,张波壁面爬行机器人本体设计吉林化工学院学报谈土力,龚振邦,张海洪等壁面自动清洗机器人研制高技术通报高学山,徐殿国,王炎新型壁面清洗机器人的研究与设计高技术通报赵兴飞,周忆,石崇辉气动爬壁机器人设计与计算机床与液压李军等系列单片机高级实例开发指南北京北京航空航天大学出版社,机械设计手册编委会气压传动与控制北京机械工业出版社,机械设计手册编委会管道与管道附件北京机械工业出版社,成大先机械设计手册单行本气压传动北京化学工业出版社,高伟单片机原理及应用北京国防工业出版社,余锡存......”

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