液下搅拌机器人及监测定位系统设计_A209_机械设计_机械

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机械设计: 液下搅拌机器人及监测定位系统设计_A209
时间：2020/10/14 9:19:42  作者：  来源：  查看：0  评论：0
内容摘要： 摘要    水煤浆是一种新型燃料，是将65%-70%的煤粉，30%-35%的水及1%左右的添加剂经搅拌形成的一种新型燃料浆体，可用来替代重油或煤粉燃烧，有着广阔的发展应用前景。但在浆液储罐中会产生沉淀。本文的工作是围绕一种新型的...
摘要
    水煤浆是一种新型燃料，是将65%-70%的煤粉，30%-35%的水及1%左右的添加剂经搅拌形成的一种新型燃料浆体，可用来替代重油或煤粉燃烧，有着广阔的发展应用前景。但在浆液储罐中会产生沉淀。本文的工作是围绕一种新型的液下搅拌机器人的研制展开的，这种机器人可取代传统的大型机械搅拌装置，具有体积小，能耗少等优点，本文论述的是该机器人的结构及监测定位系统的设计。
    针对目前水煤浆单纯机械搅拌装置体积大、笨重、能耗多的缺点，开发了液下搅拌机器人。本论文所涉及到的内容仅为整个研究课题的一部分，介绍了液下搅拌机器人的体系结构，并对原有的机器人进行了改进，使用了无辐射角度的圆柱形传感器。http://www.16sheji8.cn/
定位导航是自主移动机器人的关键模块，根据该机器人的工作环境以及机器人预设轨迹，分析多种定位导航方式，该机器人选用超声波定位导航。
    对于超声定位，超声波传感器的布局是首先要解决的问题。根据前人研究成果，通过实验验证可以在机器人上布置1个圆柱型超声波发射传感器，在水煤浆罐底沿圆周均布3个以上接收传感器即可实现机器人定位。
    超声波测距是实现超声波定位的前提条件，超声波测距的性能直接关系到超声波定位的准确性。本文论述了超声波测距的硬件电路，超声波测距软件流程。
    定位计算是超声定位的关键，算法好坏关系到系统实时性能。根据三点定位原理及其数学模型，解决了三点定位中两圆相交求交点的问题，实现了机器人定位。
   最后对机器人做了实际运行试验，效果良好。

关键词：机器人、超声波、定位导航

目录

摘要（中文）………………………………………………………………………………Ⅰ
（英文）………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章概述…………………………………………………………………………………1
1．1项目的研究意义与背景……………………………………………………………1
1．2国内外水煤浆防沉淀技术的发展状况……………………………………………1
1．3国内外机器人发展现状……………………………………………………………3
1．3．1工业应用……………………………………………………………………… 3
1．3．2家庭机器人…………………………………………………………………… 3
1．3．3武装机器人…………………………………………………………………… 4
1．3．4深海机器人…………………………………………………………………… 4
第二章液下搅拌机器人的体系结构设计…………………………………………　5
2．１机械结构设计及原理……………………………………………………………… 5
2．2 　机器人的结构方案及性能分析……………………………………………………6
2. 2．1 机器人行走机构方案的确定………………………………………………… 6
2. 2．2 　机器人耙轮机构…………………………………………………………… 6
2. 2．3 机器人喷浆搅拌机构………………………………………………………… 7
2．3机器人基本参数……………………………………………………………………… 8
2．4.液下搅拌机器人传感器的安装位置…………………………………………………8
第三章导航定位方案设计与主要任务…………………………………………9
3．1自主移动机器人导航定位……………………………………………………………9
3．1．1视觉导航定位………………………………………………………………… 9
3．1．2 GPS（Global Positioning System)全球定位系统…………………………… 9
3．1．3超声波导航定位……………………………………………………………… 10
第四章超声波导航定位系统设计在水煤浆中测距的可行性分析………… 11
4．1．1测距基本原理…………………………………………………………………11
4．1．2超声波性能介绍………………………………………………………………11
4．2 超声波导航定位系统……………………………………………………………… 12
4．2．1机器车的轨迹设定…………………………………………………………… 12
4．2．2超声波定位原理……………………………………………………………… 12
4．2．3超声波定位模块………………………………………………………………13
4．2．4超声波传感器布局……………………………………………………………13
第五章超声波测距硬件设计…………………………………………………………15
5．1超声波测距电路原理……………………………………………………………… 15
5．2超声波测距传感器………………………………………………………………… 15
5．3超声波发射电路…………………………………………………………………… 16
5．4超声波接收处理电路……………………………………………………………… 16
5．4 .1 放大电路………………………………………………………………………………16
5．4．2 滤波电路………………………………………………………………………………17
5．4．3 比较电路………………………………………………………………………………17
5．5超声波信号发生器的原理与设计……………………………………………………… 18
5．6 定位算法…………………………………………………………………………………19
5．6．1算法概述……………………………………………………………………………19
5．6．2定位算法……………………………………………………………………………20
5．6．3两圆相交求交点……………………………………………………………………20
5．6．4逐值比较搜索法……………………………………………………………………20
5．6．5几何法………………………………………………………………………………21
5．7程序流程图……………………………………………………………………………… 24

http://www.16sheji8.cn/
第六章结束语……………………………………………………………………………… 25
参考文献……………………………………………………………………………………… 26



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