高精度槽口管道檢測機器人的設(shè)計.pdf

1、本課題的任務(wù)是研制一款管道檢測機器人，實現(xiàn)對長距離封閉式管道槽口進行檢測和監(jiān)視。目前，國內(nèi)外有很多成功的管道機器人設(shè)計案例，但是對于管道槽口檢測和監(jiān)測的設(shè)備幾乎沒有，本課題將針對管道機器人的設(shè)計要求進行設(shè)計，并對設(shè)計方案進行詳細的分析。
　　本文在分析國內(nèi)外管道機器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合本課題的任務(wù)需求以及性能指標(biāo)，提出了管道槽口檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，并對系統(tǒng)的設(shè)計方案進行詳細的闡述。本文所述的管道機器人主要包括：檢測平臺、傳

2、感器系統(tǒng)、上位機系統(tǒng)、總線系統(tǒng)和電纜收放系統(tǒng)五個部分。本文在機構(gòu)的基礎(chǔ)上，側(cè)重于對系統(tǒng)整體方案的分析，包括機構(gòu)設(shè)計、硬件方案設(shè)計、硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計等。
　　首先是在功能需求的基礎(chǔ)上，簡要進行了檢測系統(tǒng)的機構(gòu)設(shè)計，對整個系統(tǒng)機構(gòu)進行了詳細的描述，并按照功能不同對其劃分為行走裝置、動力傳動裝置、夾緊裝置、檢測裝置和輔助裝置。
　　其次討論了管道檢測系統(tǒng)的硬件整體設(shè)計方案，根據(jù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計的整體框架，提出硬件的整體設(shè)計方

3、案。根據(jù)系統(tǒng)硬件的需求，進行主控芯片的選型并詳述其特點。此外，簡要介紹了系統(tǒng)硬件的外圍模塊。
　　然后通過上述的整體方案設(shè)計，給出具體的硬件設(shè)計電路。包括ARM模塊、FPGA模塊、電源模塊、邏輯I/O與AD轉(zhuǎn)換模塊、CAN總線通信模塊等。詳細地闡述了電路設(shè)計流程，并給出了具體的PCB設(shè)計電路。
　　接著在系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，討論了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，該系統(tǒng)的軟件平臺主要是運用ARM+FPGA的平臺，主要可以分為主控制模塊、通訊