论文部分内容阅读
生产中有许多设备工作在恶劣的环境中,容易受到污染,设备受污染后将降低工作效率,甚至影响运行安全,所以必须对其进行清洗。而本课题组以前研制的清洗机器人只把冷凝器作为清洗对象,自由度不高,不能应用于其它行业,所以不具有通用性。本文设计一款智能清洗机器人,不仅能对大型冷凝器进行自主在线清洗,而且也可以用于其它行业。论文设计了智能清洗机器人的机械结构、机电控制系统,并对机器人清洗臂的智能控制系统设计进行了重点研究。论文简述了冷凝器的组成及其主要清洗方法,研究了国内外清洗机器人的发展现状及其相关技术。在分析本课题组已开发的三代冷凝器清洗机器人的结构特点及不足的基础上设计了一款具有履带式移动平台、六自由度清洗臂的智能清洗机器人。为了保障智能清洗机器人自主高效地完成清洗任务,设计了机器人的机电控制系统,它由监控系统和机载系统组成。监控系统主要是监测机器人的运行状态,在必要的时候操作人员也可以通过它控制机器人运行。机载系统是智能清洗机器人的控制核心,它采用上下位机的工作模式,上位机主要是环境感知及运算处理,下位机主要是对各执行模块进行控制。并对视觉系统、清洗臂机电控制系统及高压水控制系统进行了详细设计。采用D-H法建立了智能清洗机器人清洗臂的坐标系,对清洗臂进行正逆运动学分析。通过求解清洗臂逆运动学方程可以获得各关节的旋转角度,此旋转角度是清洗臂智能控制系统的输入。进行了模糊系统和神经网络相结合的技术研究,结合清洗臂机电控制系统的特点设计出基于RBF模糊神经网络的清洗臂智能控制系统。以喷枪定位冷凝管进行仿真实验,实验中RBF模糊神经网络控制器能够输出期望的结果,证明所设计的清洗臂智能控制系统能满足智能清洗机器人的喷枪精确定位目标的要求。