橋梁檢測爬壁機器人及其自適應控制技術研究.pdf

1、近年來，國內(nèi)外橋梁事故不斷，橋梁安全日益受到全社會的高度重視。橋梁在外界物理化學因素的作用下，常常會出現(xiàn)機構變化引起的諸多病害，傳統(tǒng)橋梁病害檢測主要是人工裸眼檢測或者使用橋梁檢測車。這些檢測方法費時耗力成本高，對橋檢人員造成安全隱患。因此，人們對新型高效的橋梁檢測手段的需求日益迫切。
　　針對橋梁環(huán)境的特殊性，本文設計開發(fā)了一套用于橋梁檢測的測爬壁機器人系統(tǒng)，利用機器人作為快速移動的工作平臺，其上集成一系列傳感器并搭載視覺檢測裝置

2、，通過無線遙控器遠端控制機器人，機器人回傳檢測圖像至地面工作站，上位機圖像處理程序在線識別橋梁裂縫特征信息，存入數(shù)據(jù)庫并評估危害等級，指導工程技術人員進行相應的維護措施。
　　首先，本論文分析總結了目前橋梁檢測方法和爬壁機器人應用發(fā)展的研究現(xiàn)狀，對本橋梁檢測爬壁機器人系統(tǒng)進行了系統(tǒng)總體框架設計，對運動學建模和安全吸附條件進行了理論分析，設計優(yōu)化了自適應吸附腔，在此基礎上搭建了系統(tǒng)硬件平臺并設計相關軟件，實現(xiàn)橋梁檢測任務。
　

3、　其次，針對橋梁壁面粗糙、障礙多樣造成負壓吸附型機器人密封腔容易泄露難以維持吸附力的情況，采用吸附力自適應控制技術加以解決，這也是本論文的重點研究內(nèi)容。本文對PID控制和模糊控制進行了理論研究，然后在MATLAB軟件環(huán)境下對機器人吸附系統(tǒng)進行建模并仿真，實驗結果表明相比常規(guī)PID控制，模糊PID控制器具有更好的自適應性，控制性能更優(yōu)越。
　　最后，本論文對所設計的爬壁機器人樣機進行了壁面適應性實驗和橋梁現(xiàn)場綜合實驗，實驗結果驗證了