【摘 要】
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船体前期制造过程中需要通过大型钢板焊接进行搭建,为了保证钢板焊接质量,需对焊缝进行磁粉检测,目前大部分采用搭脚手架形式进行人工检测。人工检测存在效率低,危险系数高,劳动强度大等缺点。随着爬壁机器人以及自动化行业的发展,焊缝检测机器人已经有了一定的研究和实验,但是曲面大跨度条件下,焊缝精确检测问题仍未得到很好的解决。针对以上情况,本文设计了环形钢结构磁粉探伤爬壁机器人,主要研究内容如下:1.基于环形
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船体前期制造过程中需要通过大型钢板焊接进行搭建,为了保证钢板焊接质量,需对焊缝进行磁粉检测,目前大部分采用搭脚手架形式进行人工检测。人工检测存在效率低,危险系数高,劳动强度大等缺点。随着爬壁机器人以及自动化行业的发展,焊缝检测机器人已经有了一定的研究和实验,但是曲面大跨度条件下,焊缝精确检测问题仍未得到很好的解决。针对以上情况,本文设计了环形钢结构磁粉探伤爬壁机器人,主要研究内容如下:1.基于环形钢结构作业环境,参考技术参数要求,对机器人的吸附方式、移动方式、驱动方式以及检测方式进行设计选择;对检测装置的提升机构、旋转机构、曲面柔性自适应测力机构进行设计;合理设计与布局图像采集单元、黑暗环境以及磁悬液喷洒装置;搭建机器人整体样机。2.基于机器人吸附可靠性和移动灵活性以及越障性能,建立对应力学模型,进行机器人壁面吸附力学分析;合理设计吸附单元,改善吸附单元磁路,对机器人进行磁吸附力仿真,并进行吸附力实验。3.基于焊缝精确检测要求,分析PID原理与模糊PID控制理论,采用模糊PID控制策略,提高机器人在壁面行走的直线度精度。基于精确控制机器人运动,采用RS485协议;合理选取控制单元、驱动电机、压力传感器、串口继电器控制卡等硬件,并搭建系统硬件架构;硬件控制与电路设计;程序编写,机器人工作流程设计。4.开展机器人在竖直壁面竖直上下爬行、水平运动、转弯、越障等试验;评估机器人磁粉探伤性能,观察摄像机成像清晰度;试验机器人整机工作流程。
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