“穿地龍”機器人檢測及控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、“穿地龍”機器人是一種可在土中自行行走的裝置。它由計算機控制，在地表的一端進(jìn)入土中，按預(yù)定設(shè)計的軌跡前進(jìn)，行進(jìn)中可以隨時改變方向繞過障礙物或修正偏差，最后，從地表的另一端指定位置穿出。它主要能夠?qū)崿F(xiàn)PE或PVC管、電纜、光纜等管線的地下鋪設(shè)?！按┑佚垺睓C器人屬特種作業(yè)機器人，在利用非開挖技術(shù)進(jìn)行地下管線鋪設(shè)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文的研究工作是結(jié)合黑龍江省科學(xué)技術(shù)計劃(攻關(guān))項目“穿地龍”機器人樣機研制開展的。針對機器人土中

2、作業(yè)環(huán)境的特點，主要進(jìn)行了機器人總體結(jié)構(gòu)、檢測及控制系統(tǒng)、位姿檢測系統(tǒng)、誤差分析及誤差的補償?shù)认嚓P(guān)問題的研究工作。 論文介紹了國內(nèi)外氣動沖擊矛技術(shù)和鉆孔導(dǎo)向儀的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了軌跡可控的氣動沖擊矛的檢測裝置的發(fā)展現(xiàn)狀。 通過對當(dāng)今國內(nèi)外小直徑地下管線典型施工鉆孔方案的分析，得出將轉(zhuǎn)向力矩的產(chǎn)生移至土中機器人本體上的“穿地龍”機器人總體方案。 通過對“穿地龍”機器人檢測及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的分析研究，得出了檢測與控制

3、系統(tǒng)建立過程中的幾個關(guān)鍵問題，提出了采用多傳感器檢測機器人在土中位置與姿態(tài)的方法，同時設(shè)計了光電檢測裝置硬件電路，取得了較好的效果，為進(jìn)一步進(jìn)行“穿地龍”機器人研究工作提供了新的條件。 討論了“穿地龍”機器人位姿檢測系統(tǒng)的誤差的種類及來源，并對其進(jìn)行詳盡仔細(xì)的分析研究。 以“穿地龍”機器人檢測系統(tǒng)的各種誤差為根據(jù)，進(jìn)行有效的誤差補償，從而保證了機器人具有良好的姿態(tài)調(diào)節(jié)能力。通過試驗結(jié)果表明，可以保證機器人在土中按照預(yù)定的