管道机器人的研究有着广泛的应用前景和社会需求,可以应用于石油、天然气、化工、核工业、楼宇等管道。管道机器人技术是集无损检测技术、机器人技术、计算机技术、数据分析和处理等多种技术于一体的高新技术。它是驱动器、传动装置、传感器、控制器、电源、计算机等装置和技术的集成。 本文首先对国内外管道机器人的研究状况调研的基础上,充分了解目前管道机器人控制和通讯系统的存在的问题和内在的要求。针对本履带式管道机器人,对其控制和通讯系统,视觉模块和传感器模块进行了深入的研究。 本文主要的研究工作及创新点如下: 1.在查阅和掌握大量有关管道机器人文献的基础上,系统地研究了本履带式管道机器人的运动原理、驱动方式以及结构形式,详细讨论了管道机器人控制和通讯系统关技术问题。本文分析了不同驱动方式的优缺点,指出了管道机器人控制和通讯系统设计中应该注意的主要问题。 2.给出了一种以AT89C52型单片机及专用的驱动芯片LM18200为核心的控制系统。由于采用了集成运动控制芯片,不仅简化了系统软硬件设计,提高了系统可靠性,减轻了设计工作量,而且提高了系统性能,具有一定的自适应能力。堵转等问题也得到了较好的解决。该系统可满足管道机器人的控制要求。在硬件设计的基础上本文还完成了所有底层控制软件的开发。系统软件的编制采用了模块化设计方法,各功能模块相互独立,便于修改和调试。文中给出了主要模块的流程图,电气硬件图等。 3,对视觉模块进行了阐述。对不同的管道无损检测技术方案进行了分析和比较,确定了电容传感器检测方案,并对电容传感器的原理,驱动电路相关重要技术进行了研究。