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油管内壁爬行机器人的设计 油管内壁爬行机器人的设计

格式:word 上传:2022-06-25 15:44:09

《油管内壁爬行机器人的设计》修改意见稿

1、“.....另外,对于片内无的单片机,还必须配置外部程序存储器。是片内无程序存储器的单片机芯片,因此,其最小应用系统应在片外扩展。结构如图。图结构图本次设计中采用作为单片机的芯片,需进行外部程序存储器扩展和数据存储器扩展。单片机的系统扩展能力根据地址总线的宽度,在片外可扩展的存储器容量最大为,地址范围为。片外数据存储器与程序存储器的操作使用不同的指令和控制信号,允许两者地址重油管内壁爬行机器人的设计复,故片外允许扩展的程序存储器和数据存储器各为。程序存储器的扩展程序存储器扩展使用扩展电路。紫外线擦除电可编程只读存储器可作为单片机的外部程序存储器,其典型产品有和等。这些芯片上均有个玻璃窗口,在紫外光下照射分钟左右,存储器中的各位信息均变为。此时,可以通过编程器将工作程序固化到这些芯片中。本设计中使用。是种位,单供电,工作电流为,维持电流为,读出最大时间为......”

2、“.....图扩展电路图如需要在计算机系统中进行在线修改,并能在断电的情况下保持修改的结果的,可使用。是种电擦除可编程只读存储器,在需要的情况下,此种存储器可满足要求。数据存储器的扩展数据存储器扩展可使用的有静态读写存储器,动态读写存储器和等。静态是最常用的,这种存储器的设计无需考虑刷新问题,故它与微处理器的接口很简单。静态是通过有源电路来保持存储器中的信息,与动态相比,需要消耗更多的功率,且价格较高,动态存储器每位的价格要比静态存储器低倍。由于静态接口简单,本次设计中数据存储器扩展使用静态芯片。是位静态随机存储器芯片,工艺制造,单供电,额定功耗,典型存取时间。扩展电路如图。图扩展电路图输入输出口的扩展芯片只提供四个位并行口,但这些口不能完全提供给用户。只有在使用具有片内的芯片且不需要作外部扩展时,才允许将这四个口作为用户口使用......”

3、“.....它可以搭载工作体稳定的工作,为进步工作打下了良好的基础。设计的机器人在定精度范围内基本满足了不同工作体的要求,成功地完成了这次设计的任务。油管内壁爬行机器人的设计参考文献甘小明,徐滨士管道机器人的发展现状北京科学出版社,,孙桓,陈作模机械原理北京高等教育出版社,于殿勇,郑钢铁,孙序梁蠕动式管内移动机构的种模型自动化学报濮良贵,纪名刚机械设计北京高等教育出版社唐可洪机电体化设计基础北京机械工业出版社徐灏,邱宣怀机械设计北京机械工业出版社吴宗泽机械零件设计北京机械工业出版社陈铁鸣,王连明,王黎钦机械设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社谢少荣,罗均,林中华,蒋蓁现代控制与驱动技术北京化学工业出版社蔡颖,薛庆,徐弘山原理与应用辽宁机械工业出版社王洪欣,李木,刘秉忠机械设计工程学徐州中国矿业大学出版社够使用的口只有口和部分口线......”

4、“.....要进行口扩展。单片机扩展的口有两种基本类型简单口扩展和可编程口扩展。前者功能单,多用于简单外设的数据输入或输出后者功能丰富,应用广泛,但芯片价格相对较贵。简单口扩展简单口扩展有两种,用并行口扩展口和用串行口扩展口。两种扩展方法均有缺陷,这里只对并行口扩展口进行简单介绍。其扩展方法可参照图所示连接方法。图连接方法可编程口扩展可编程口扩展是使用些结构复杂的接口芯片,以完成各种复杂的操作。这类芯片般具有多种功能,在使用前,必须由对其编程,以设定其工作方式,之后才能使芯片按设定的方式进行操作,这就是可编程接口。本次设计使用这种方法进行口扩展。使用的芯片为,可直接和连接而不需要任何外加逻辑,可以直接为系统增加字节外部根线及个位定时器。具有如下结构字节的静态,存取时间为。三个通用的输入输出口。个位的可编程定时计数器......”

5、“.....脚双列直插式封装。当作为单片机的扩展芯片时,是按外部数据存储器统编址的,为位地址数据,其高位由片选线提供,而低位地址为片内地址。用好口的关键在于正确理解各个口每位的功能含义,据此编写准确的控制字,并写入命令寄存器。其基本硬件连接方法如图所示。图连接方法抗干扰的设计在实际环境中原本可正常运行的系统却不能正常工作。问题出在干扰上。为了提高单片机系统工作的可靠性,需要为抑制干扰做很多工作。要使单片机系统能在实际工作环境中正常运行,抗干扰技术尤为重要。常见的硬件抗干扰的措施有光电隔离在输入与输出之间,采用光耦合器来完成前后级间信号耦合,从根本上切断了前后两级间的电气电路连接,保证了干扰信号无法在前后级间传输。滤波电路采用低通滤波整流元件上并接滤波电容等各种滤波电路,主要切油管内壁爬行机器人的设计断来自电网的各种干扰。采用过压保护良好的接地和合理的屏蔽......”

6、“.....但它的优点是效率很高。本次设计采用硬件措施抗干扰,使用光电隔离法。有效地保证系统的正常工作。结论本文介绍了种针对油管的可在油管内壁爬行的管道机器人。设计的目的是,可以为制造可进行特殊作业的管道机器人提供个稳定合适的载体,本文从机械结构和电气控制两方面对机器人设计做了说明。在不确定工作体的情况下,对机器人的工作过程也有定的介绍。通过对管道机器人在国内外发展的了解,知道了管道机器人工业领域内有着很广泛的应用,它可以轻松的完成很多人力不易完成的工作,本次设计对工作生产有很大的实际意义。本次机器人的设计的完成提供了种适应能力出色的载体,在行进过程中可在任意位置停止前进为在考虑到空间质量因素后决定采用型步进电机,电机各项参数如表所示通用技术参数混合式步进电机步距角绝缘电阻绝缘强度环境温度温升径向跳动轴向跳动选择步进电机的步距角为,丝杠导程为......”

7、“.....型号相数电流电阻最大静转矩重量外形尺寸油管内壁爬行机器人的设计工作体转动所用步进电机的选择。工作体在转动过程中需要克服由重力所产生的转矩,由于工作体形状未知,故设工作体重心偏移量为最大,工作体质量为,得出所需电机转矩为。选择型步进电机。步距角环境温度绝缘等级表型号电压电流电阻电感最大静力矩机身长转动惯量重量推拉式电磁铁的选择本设计卡紧部分所采用的是推拉式电磁铁,通过锥形块来实现卡紧。锥形块的锥度设定为,支撑杆受力简图如图所示图支撑杆受力简图图中为电磁铁推力,为作用在油管内壁的卡紧力。因为锥度为,所以。机器人前进所用推力为,则电磁铁所产生的卡紧力应大于。在电磁铁的卡紧足上镀上用于增大摩擦力的橡胶,保守的取滑动摩擦系数为,计算得出所需电磁铁的推力为为。由于机器人工作的空间狭小且工作条件不清楚,所以在保证足够力的前提下,应尽量选择体积小行程适中的......”

8、“.....仔细分析电磁铁工作曲线如图后,决定选用工作行程为,功率。图油管内壁爬行机器人的设计关键件的校核丝杠的校核由于机器人前进过程中行进的距离要进行精确控制,属于精密传动,所以丝杠材料选用钢,公称直径为,,导程为,。其中丝杠推力,,。计算得出,所以符合要求。轴承的校核本设计中两处用到了轴承,其中转动部分需要用角接触球轴承型。本设计中此处选用角接触球轴承既能抵消所受的径向力,又能抵消所受的附加轴向力。又因为此对轴承所受的外摩擦力即轴向力非常小,故符合机器人的结构及寿命要求。另外固定丝杠靠管壁。给定行进量机器人到工作体工作位置的距离。后足卡紧,前足放松。后足处行程开关给出信号,后足已到位。行进用步进电机得电旋转,通过齿轮减速器的作用,电机带动丝杠转动,机器人的身体拉长,前部身体前进个工作行程。步进电机断电。机器人后足松开管壁......”

9、“.....前足卡紧,前足行程开关给出信号,前足已到位。步进电机得电反转,丝杠反转,机器人身体恢复原长,后部身体前进个工作行程。不同工作体对机器人行进有不同的要求,如为给定的工作位置,机器人按程序行进,到达指定位置后,进行定位。如工作体工作位置不定,例如管道探伤的工作,机器人的行进需要受到传感器所发信号控制,当机器人到达指定位置,传感器发出停止信号,机器人停止前进。机器人到达指定位置后,行进用步进电机失电,机器人停止前进。同时前后足卡紧,两处行程开关给出到位信号。机器人卡进后,旋转用步进电机得电,工作体按要求进行旋转。工作体在第个位置的工作完成后,给出完成信号,旋转电机失电,机器人卡紧足放松,机器人恢复为行进状态。根据不同工作体的要求,机器人工作过程会有所不同,但基本会按如上步骤进行爬行动作......”

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