【《某管外爬行机器人的控制策略分析案例》1200字】

某管外爬行机器人的控制策略分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u22213某管外爬行机器人的控制策略分析案例 135441.1传感器 1141871.1.1距离传感器 1222741.1.2角度传感器 2187451.2机器人控制策略 29931.3智能控制 31.1传感器机器人的感觉系统通常指的是机器人的外部传感器系统。通过这些传感器，机器人获得其所处环境的有关信息，和完成所需任务的各种外部参数。所以，传感器的合理选用，对机器人的设计，成本的考虑都有重要的意义。在机械人的控制领域，主要用到的传感器有距离传感器等、力传感器、触觉传感器、滑觉传感器、视觉传感器。如图7一1所示，为传感器系统的框图。传感器A\D微处理器信号整形器被测信号传感器A\D微处理器信号整形器（1）（2）（3）图7-1传感器系统框图（1）、（2）、（3）组成传感器系统本文设计的机器人在行进中，主要用到以下几种传感器:1.1.1距离传感器距离传感器大致分为超声波距离传感器和红外距离传感器。超声波距离传感器能适应各种恶劣的环境，具有精度高的特点，适合需要非接触测量场合。而红外距离传感器(红外测距仪)适合机器人应用，价格低，测量距离相对较短。本文主要用距离传感器来测定机器人与前方障碍物之间的距离。以此判定是否需要进行必要的越障动作。第六章提出了机器人在不同情况时的几种路径规划方案，虽没有预设每一步动作的具体位置变化，但对于机器人整体关于管道障碍的位置有一定的要求。例如在爬L型管道时，机器人如果距离竖直管道较远，则无法完成合适的翻转爬行动作。因此，必须限定机器人最前端距离竖直管壁的距离小于30mm。也可以把该距离看做机器人越障动作的工作空间。结合上文分析，采用红外线传感器即可以满足要求。1.1.2角度传感器对于三个关节的驱动和控制，需要用到角度传感器来进行检测。虽然，本文没有对机器人动作的角度作出具体的规定，但是在一般情况下，机器人运动仍然需要有一个最普遍的参照。在各个关节配合完成各项动作时，角度传感器能够感知关节转动角度，从而反馈给控制中心—微处理器，经过判断、处理后，知道直流伺服电机进行所希望的动作。角度传感器从原理上说即为霍尔传感器。霍尔传感器的原理是霍尔效应。成品霍尔元件，具有很多优点如对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等，因此，在很多领域得到广泛的应用。本文所需要的就是一种应用在齿轮上的霍尔角度传感器。1.2机器人控制策略机械人的控制策略可分为人工控制和智能控制两类。1.2.1人工控制机器人的人工控制就是由机器人前端携带的监视器把实时图像传送到后方控制盒的显示屏上，后方操作人员根据显示屏显示的目标物体的位置，使用控制盒控制机器人的各关节运动，实现机器人行走，越障等动作。控制框图如图7-2所示。关节式管外爬行机器人关节式管外爬行机器人监视器机器人监视器机器人远端控制盒远端控制盒图7-2控制框图1.3智能控制机械手的智能控制全部依靠各传感器反馈的数据通过爬行机器人的控制中心—计算机，实时计算出各关节参数，并控制电机实现手臂和夹持器所需的位姿，控制框图如图7-2所示。通过图像识别、距离传感器，确定目标物体相对基坐标系的坐标，把这个坐标反馈给计算机，由计算机预先设置的程序运算得出机械手的运动参数(也就是运动学逆解)，然后由计算机控制机器人进行动作，使夹持器开合，完成夹紧和松开的动作，或者使三个关节转动，完成机器人的行进运动。初始化初始化机器人水平运动机器人水平运动识别目标障碍识别目标障碍测量距离测量距离否水平运动d水平运动d是翻转运动（L管道动作序列）翻转运动（L管道动作序列）结束