文档介绍：摘要排水管道检测机器人是对排水管道故障进行实时在线检测的机电一体化系统,通过机器人携带的阆窕⒊ㄌ酵返瘸上裆璞福嗣强梢宰既繁识管道损伤状态,从而为管道维护打下坚实的基础。本论文在“排水管道检测机器人系统钅康闹С窒拢瓿闪艘韵碌墓ぷ鳎菖潘艿兰觳饣魅瞬杉煌诰豆艿劳枷竦男枨螅杓屏丝缮自动云台机电系统。该升降系统采用直流电机驱动丝杠的多级剪式机构实现,自动云台采用舵机控制,可满足①玱的管道采集图像的需要;韭畚纳杓屏嘶魅吮咎蹇刂葡低常ɑ贛和/的控制器设计,云台舵机控制、乒獾鹘凇⒃硕刂啤⑼ㄐ拍?榈扔布路和程序设计,还设计了机器人漏水、温度检测硬件电路及其软件;韭畚难芯苛斯艿兰觳饣魅说奈蛔酥悄芸刂频腂窬缢惴ǎ≡了合适的隐含层数、神经元数目、输出函数、输入输出参数,并通过计算机模拟验证了本算法的可行性:捎谜皇匝榉ǎ煅榱薆窬缢惴ǘ怨艿兰觳饣魅宋蛔似胶饪制的效果。在实验中选取了机器人初始倾斜角度、神经网络隐含层数、神经元个数三个因素,通过改变这三个因素的值来验证神经网络对于位姿平衡控制的效果,绘制了相关曲线,进行了方差分析,证明本算法能够基本实现机器人位姿的智能控制,同时验证了管道机器人机电系统的可行性。最后。简要的讨论了下一步的工作方向和改进措施。关键词:管道检测机器人:神经网络;智能控制;正交试验
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第滦髀课题背景国内外研究现状在市政工程、一般工业、核设施、石油天然气、军事设施等领域中,管道作为一种有效的物料输送手段而得到广泛的应用。城市的污水、天然气输送、工业物料运输、给排水和建筑物的通风系统等,均使用大量复杂隐蔽的管道。城市排水系统是城市不可缺少的重要基础设施,排水管道的泄漏将导致地下水污染,环境破坏,甚至威胁居民的生存。对管道进行定期维护,提高管道的寿命、保持管道通畅、防止泄漏等故障的发生,就必须对管道进行有效的检测。长期以来,如何对管道进行经济方便、快捷有效地检测和故障的准确定位,是管道系统维护和检修面临的难题。杂诼竦毓艿溃捎么车募觳夥椒ㄐ枋行开挖,费时耗工,代价大,给生产生活带来诸多不便,且具有盲目性,检测管道机器人是一种可沿管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械,在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下,进行一系列管道作业的机、电、光一体化系统。管内检测机器人通过在线采集管道内视觉图像、超声波图像,通过智能化的分析,能够判断管道所存在的问题,准确定位故障部位。避免了管道检测的盲目性,节省了人力、物力、财力,也给施工带了方便。必将逐步取代管道外部检测。因此研发能够在复杂的管道系统内自由行走并进行管道检测和维护的机器人逐渐成为当前国内外的热点。弘目前,管道机器人因为其检测上方便省力,已成为国内外研究的热点,且已经获得丰硕的研究成果。的范围极为有限。
.庋芯肯肿管道机器人的研究在日本和德国等国家开展得比较早、发展较快,并且代表着管道机器人的发展趋势。日本在管道微型机器人方面的研究最为活跃和富有代表性,日本通产省的“微机械技术”十年计划要制造出能进管道检修的智能微型机器人和能进入人体诊断和手术的微机器人;日本居貌愕窖沟陶瓷作为驱动器,做出的微型机器人本体直径、长、自重、移动速度为痵,可在直径的管道内作水平、垂直运动。美国加州理工学院研制了一种主动内窥检查微型机器人。法国在年己研制出直径,长度为囊接霉艿牢⑿突魅恕R獯罄7⒘擞糜诮岢觳榈男鞫内窥镜的微型机器人,机器入由母体微型手臂和人机接口组成。等人研制了管道微机器人,该机器人有三个运动部分组成,每一段有一个柔性微驱动器和四个铰链组成。其最大运动速度/⒆,大多是基于成像技术。在移动机器人上配备传感器后可以检测被检表面的缺陷,并存储、传递检测信号。作为机器人的感觉器官,传感器必须具备拾取信息、传递信息的功能,同时还必须满足尺寸小、分辨率高、稳定性和可靠性好、时间响应快等特点。视频探测器摄像头欠上述特点的传感器之一,并具有信息直观、可以实现计算机辅助检测等特性。高级的图像系统由图像获取、照明、图像接收显示、图像处理等四部分组成。图像获取和照明部分随机器人移动,因此其外形尺寸及重量必须适合搭载在机器人上。图像接收和显示部分主要为检测人员提供直接观测的手段,要求图像清晰,因此阆裢繁匦刖哂邢喽越洗蟮氖映〗腔蛟谏阆裢非鞍沧肮庋低以扩大视场角,提供一定亮度的照明,以保证良好的像质。日本研究的扫描型微小两维图像传感器,尺寸为,⑿虲直径⒊⒎直媛袼亍⒅亓拷鑫.,用于管道检查机器人样第滦髀
岬的两自由度的机器人。广东工业大学研制出位移范围岬、精度为机中。电涡流传感器是另一类管道检测的传感器。电涡流传感器利用检测金属表面的涡电流变化来判断表面的连续性,普