[机械模具数控自动化专业毕业设计外文文献及翻译]【期刊】管道机器人爬行营救的概念与研究-中文翻译

南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 学院 (系 )： 机械工程学院 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 胡源 学 号： 0601610124 外文出处： Advanced Robotics, Vol. 17, No. 4, pp. 339358 (2003) 附 件： 1.外文资料翻译译文； 2.外文原文。 指导教师评语： 该篇外文资料内容与课题有一定的相关性，译文比较正确地表达了原文的意义、概念描述基本符合汉语的习惯，语句较通畅，层次较清晰。 译文较为准确地表达了原文的概念和主题，叙述较清晰，语句较通顺。 签名： (用外文写) 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 管道机器人爬行营救的概念与研究 摘要 ： 本文介绍了控制算法设计的一种管道爬行机器人可用于地震救援的目的和管道维修。该机器人的设计是能够理智改变其体型，以适应管道或隧道状空洞内瓦砾。介绍了机器人的仿真，对如何改变其形体来适应的空洞。控制算法采用的查找表方法相结合的方法来预测的形状在对机器人的影响下使它的执行变形机构。文章还提出了设计的硬件和软件系统的机器人，并且在机器人身体模块的实验室实验。计算机仿真结果运用梅雷比类比仿真软件和实验结果表明，方法是可行的，机器人形体变化控制算法的建议。 关键词： 管道机器人； 控制算法； 方法采用最小二乘法； 变形体内； 救援机器人。 1 介绍 1 1 管道爬行机器人 国际管道输送油使用，天然气管和水管在年龄增长，以及一些设施已经在使用寿命之外运作，他们原先设计检查管道是许多行业所面临的重要任务。管道在炼油厂和蒸汽发电厂表面的恶化尤其常见。因此，管道的维护和检查的日益的重要性，给管道运营商提供了手段准确、可靠地检查他们的管道， 并获得所需的信息对于决策对于安全运行，康复和维修 1 。 使用自动管道检测，可减少停机时间和人力管子检查过程，这是个需要很高的技术要求来开发各种管道机器人。 1 2 地震救援的机器人 地震是不幸的，非常危险的天然频发现象。几乎在每一个地震受难者都埋在倒塌的建筑物、桥梁、道路等下面的废墟中。这是非常困难的到达的地方营救这些人可能会受伤，饥饿和虚弱。此外，这个结构在瓦砾堆下条件可以说是复杂、危险和未知。因此，是一种基本需要探索这些条件，确定了受害者的位置和他们的生存条件。救援这件事也急，因为它是最重要的尽快营救那些灾民。以这个结果为目标，救援机器人已经被开发中进行这些任务。在一篇文章塔库达 2， 一个原型“酷儿” （ 机器人与模拟软件进行地貌的模拟）可用于地震救援和任务被描述，文章还介绍了试验结果可行性研究。实验结果表明了该方法的有效性、“酷儿”救援机器人的工作提出了建议。 2陈述问题 2 1 现有的管道机器人的设计缺陷 管道机器人在大量的文件。例如，一个机器人卡戎系统 3 配备了智能化多传感器。这使得自动，可靠的检测损坏的位置，它的类型和规模，并给予优越的性能与多数的闭路电视系统相比。该系统已制定了对地下水和土壤污染的材料和液体的保护“东洋美”和“扣一吃” 4 有 1 种微型检查机器人可检查 1 英寸口径的管道。该机器人可以在管道进行检查，并视检索小对象 5 。描述一个机器人进行自动管道检测和已被证明是合适的当前管检测技术的选择。该系统的优势该系统采用一种廉价的原则生产机电设备，内管缺陷的检测能力。然而，所有的这些机器人只能工作管道具有一定的直径的而且不能工作的管道的墙壁是破裂或严重损坏，如果管径变化或管道已经部分倒塌这些机器人就不能工作。 2 2 画笔的机器人 管道爬行机器人已发展为工业自动化制造的中心 (CIAM)。英国杜伦大学。工程学院，设计的该机器人采用了独特的，创新和专利的牵引系统，这个机器人的原则和它的驱动系统是简单的。我解释下他的意思，如果用一个直径略大于孔的管子插入一个管道，其横扫回来。在这种情况下， 更容易向前推刷，但管道，需要把它向后拉，因此，如果两个刷互连由往复然后，通过循环缸，它能使该机器人沿着管道爬行 6。该驱动系统已获得在全球范围内的专利。如需对驱动系统的进一步详情，请参见说明 6和 7。在由达勒姆开发的机器人大多采用气动和抓地力，在这情况下，因此命名为管壁刷壁机器人只是像其他管道机器人，仅能在管道机器人在一个有限的直径范围内工作，尽管有许多其他牵引系统，但刷子机人只能够处理了部分的管道。 2 3 一种改进的刷壁机器人地震救援和管道维修 该报告概述了一些改进刷壁机器人的原则，并将其应用到工作的目的都是为了地震救援和一些严重受损压碎的房屋、或是破裂的管道。因此，它的目的是能够改变它的体形状态，在倒塌的建筑物或不同直径的管道壁破裂或者两者之一的任何一种可能的糟糕的状况下。为实现这些功能，一个传感器系统用来探测黑洞形状和控制机器人身体形状的改变，这是必要装备。从而进行有目的的救援，一个 CCD 摄像机能有条件的看到洞里的情况。一个二氧化碳， 检测器检测无论受害者是活着都能找出他们的位置。准备一个麦克风，可以使受害者能够顺利的和救援人员沟通。此外，空软管将由机器人为条件的空气不足。 3 研究方法 3 1 轮廓 对于一个机器人关键是要生产出足够的摩擦力使它能够驱动机器本身，并进行必要的负荷。对于地震救援的目的，机器人应能穿过洞和由于地震产生了地震的废墟裂纹。然而，这个洞和裂缝的废墟里通常有不规则的形状和大小。因此，机器人必须能改变自己的身体形状使它产生足够的形状摩擦力。实现这一要求，必须要安装一个传感器系统放置在该机器人的头部，它是用来检测和裂纹的大致形状的洞。在设计刷子机器的时候，四组驱动器需要安装机器人身上。这些执行机构将会改变机器人的形体，从而使传感器信号返回到系统。在这个过程中控制系统将会认出来传感器的信号，执行计算基于信号的信息发送和适当的指令来改变驱动器，使它变形。利用安装在机器人头部的 CCD 相机可以观察到洞内的条件和裂缝，并对其进行研究。在机器人自动控制功能失败的情况下手动控制功能也能处理异常情况。一个软件系统基于电脑也是必需的运行数据传输和控制，把数据存储等。更确切地说，这个软件能够记录机器人的行走路线和遇到个各种洞和孔的形状。 3 2 机器人的工作机制的理论 3 2 1这个机制理论的一个古老的笔刷的机器人。 建立一个真正的机器人之前模型，这是需要一些电脑模拟来验证其可行性该控制算法。运动实现了机器人的笔刷的利用率弯曲的毛为手段的推进器和支持，就像在图 1。当开启，最主要的笔刷，提供更低电阻的硬的曲率，前进；其后刷，因为它的高电阻落后的力量，保持静止状态。然而，当相反发生动力。钢瓶关闭，最主要的笔刷，而保持固定现在落后刷，提供低电阻、拉向前。 根据这一理论，阐明牵引完全依赖于硬机构设置及其可在以下方式。考虑一个单根为目的的简单，当一个硬放进了一个管道，因为它的有效侧维，它是弯曲的管子壁，会有一个垂直力 P，如图 2。 在移动核心刷毛，牵引 F 应该等于 P。投影的短毛在这个方向的维度上标明“ h”。 硬的长度是 l。弦”两个人之间的尖端的毛是表达的论文 6，给出了结论之间的最佳天使和管壁硬在 3040取得最佳的抓地力，虽然这个天使将会改变取决于很多因素，例如润滑。在文献 7，给我们 h 和 l 之间的关系。 （ 1） 注意： 和 的 h 值可以是众所周知的， 。文章以汉族施舍一张桌子，所得结果表明 :(1)采用如下图所示表 1。 图 1 刷机器人运动原理 图 2 毛机制图 表 1 试算表， h 和 l 的关系 图 3 一个机器人的结构体模块 3 3 控制算法，在新刷的机器人 提出了一种改进的笔刷，使机器人能够改变它的体形和适应的空隙中，一个复合控制算法，基于查表法和最小经计算的方法。机器人的使用方法，来决定如何改变自己的身体形状，洞的形状和大小是参考数据文件，保存在一张盘里面。这张盘是组成数据文件，每个文件提供了一份计算的结果，通过使用 ABAQUS 软件。图 3 所示的一个机器人的结构体模块。每个机器人身体的模块组成，带有 4驱动器带钢圈和数百弹簧钢互相安装在地面的地带。这里的每个驱动器的终点连接到盘里，就这样的可以改变形状，可变形成循环器和推进。如果是明显的数百点圆圈，各点都被记录为一次数据。圆形状可以是唯一代表所有点的坐标能被人知道的。当执行这些圆形坐标要点，可以推入一条圆变形等数据来推算。事实上，这里的形状和实际形状的圆圈代表了机器人身体的模块。这些形状与动荷载和是放在这个的机器人身体的方向和 x 独立。 因此，身体模块机器人的形状将会有所改变，不同驱动器负载和挠度都能进行改变。在这同时，坐标机器人身体上的点模块将会改变，因为机器人身体无能为力。这些点坐标计算，预测可采用ABAQUS， 当已知动荷载作用下。这个数组的坐标机器人身体的形状呈现在这样的动荷载作用下的模块。如果动荷载作用下的变化，提出了一种新的数组的坐标可获得，这意味着该机器人身体模块将会得到一个新的形状。因此可以通过改变驱动器、输入变量的计算，许多阵列 ABAQUS 坐标可获得。他们每个人都代