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管道机器人智能电缆绞盘恒张力控制的研究
2011年第3期 工业仪表与 自动化装置 ·7 ·
管道机器人智能电缆绞盘恒张力控制的研 究
刘亚平,邢济收,刘相权,黄 民,李天剑
(北京信息科技大学 智能机器人技术研究所,北京 100192)
摘要:针对管道机器人在后退过程中需要借助人手动来收线的问题,提出了一种智能化的电缆
绞盘系统,它是通过管道机器人爬行器和绞盘间电缆的恒张力控制来实现的。由此建立 了基于模
糊控制的恒张力模型,并利用Matlab软件对张力控制系统进行 了仿真研究,结果表明该方法是可
行的,基于模糊控制的恒张力系统在机器人系统中具有很好的应有价值。
关键词 :电缆绞盘 ;恒张力控制;模糊控制 ;Matlab仿真
中图分类号:TP242 文献标志码:A 文章编号:1000—0682(2011)03—0007—04
Researchontension controlsystem ofpipelinerobot’Sintelligentcablewinder
LIU Yaping,XING Jishou,LIU Xiangquan,HUANGMin,LITia ian
(IntelligentRoboticsInstitute,BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity,Betling100192,China)
Abstract:Inthebackwardofin—piperobot。itneedsmanualoperationtopullbackthecable.To
solvethisproblem ,thisarticleproposesaintelligentcablewinchsystem.Itismainlybasedonthecontrol
ofthecable’Stension betweenthepipelinerobotandthewinch.Thusthearticleproposedand estab—
lishedatensionmodelbasedonthefuzzycontrol,andperform asimulationstudyontensioncontrolusing
Matlabsoftware,theresultshowsthatthemethodisfeasible,andconstanttensioncontrolsystem based
onfuzzycontrolhasgreatvalueinpracticeinrobotsystem.
Keywords:cablewinder;constant-tensioncontrol;fuzzylogiccontrol;Matlabemulate
传感器,担负着采集管道图像的目的性任务。
0 引言
地下管道在城市中发挥着非常重要的作用。为
提高管道的寿命 ,防止泄漏等事故的发生,就必须对
管道进行有效的检测维护,管道机器人为满足该需
要而产生。管道机器人是一种可沿细小管道 内部或
外部 自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械,
在工作人员的遥控操作或计算机 自动控制下,进行
一 系列管道作业的机、电、仪一体化系统。
图1为所研究的管道机器人的整体系统。它由 图 1 机器人智能电缆绞盘整体系统
控制箱、爬行器、绞盘和摄像头4部分组成。控制箱
当进行管道检测任务时,爬行器携带摄像头进
控制爬行器、绞盘和摄像头相互之间协调工作。爬
入管道 内,而绞盘和控制箱置于管道 口,操作人员通
行器作为整个系统的移动装置,肩负着搭载CCD摄
过控制箱来控制爬行器行走以及摄像头的位置。
像头,进入排水管道实施管道检测与信息采集的任
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