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排水管道检测机器人是对城市排水管道进行内窥无损检测的机电一体化系统,智能电缆绞盘装置是管道检测机器人的重要组成部分,其主要完成对机器人所附带电缆线的全自动收放线与整齐排线工作,并且保证电缆线一直处于绷紧的状态,进而防止电缆线缠绕到机器人轮组上:其还能记录与显示电缆线的收放线距离,便于操作人员检测机器人的工作位置。 本论文在“CCTV(Closed-Circuit Television)排水管道检测机器人”项目的支持下,完成了以下工作: 设计智能电缆绞盘的机械结构:根据机器人工作状况设计出绞盘的电机驱动机构、链传动机构,排线机构。利用离合器来实现绞盘收放线功能的灵活切换。在绞盘收线时,应用双向丝杠的特性来实现电缆线在同一层面的紧密无间隙排列和不同层的分层有序排列。 绞盘硬件电路设计:根据绞盘的应用性能,实现硬件电路对数码管显示、按键扫描、模拟串口与RS-485的接口通信、光电编码器的测距和AD/DC采集等功能要求。 绞盘控制系统软件设计:在ICCAVR软件平台上,设计了基于AVR单片机的绞盘控制系统;对绞盘各部分的硬件电路模块进行了控制软件的设计,并绘制了绞盘软件设计流程图。根据已有的以控制箱为主机,以爬行器、绞盘及CCD摄像头为从机的一主三从的通信系统,介绍了这部分的工作原理及任务;制定了绞盘的RS485通信协议,并对通信可靠性设计进行了探讨。 管道检测机器人的性能试验,设计实施了机器人绞盘控制系统性能测试及绞盘收放线等试验。通过试验得到了管道机器人一些作业环境要求,为进一步的设计和开发奠定了基础。 最后,论文就进一步的研究工作提出了改进措施。