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船用智能测厚装置及其控制系统研究

吴田  
【摘要】:钢质船舶作为最为广泛应用的水上交通工具,由于其工作环境恶劣,常受海水腐蚀,浸水各构件都会产生程度不同的腐蚀,腐蚀到一定程度会引起船体穿孔甚至船舶断裂,因此定期对船舶构件尤其是船舶壁面的测厚尤为重要。船舶测厚为船舶结构完整性检测检查及船舶结构修理提供了重要的依据,也为船舶的维护保养提供了有效的支持。常用的人工测厚安全性差,测厚精度低。本文以提高测厚精度、安全性及效率为目标设计了一款以爬壁机器人为载体的船舶智能测厚装置,通过设计并加工出特殊测量机械臂作为测量执行机构,设计以ATmega128AVR单片机芯片为核心的控制电路作为控制系统,实现智能测厚装置对船壁表面高精度高效率测量。本论文主要分为两个部分,第一部分为机械设计部分,此部分阐述了智能测厚装置各零件及装配体,介绍了测厚装置的工作原理。第二部分为控制设计部分,按系统控制需要设计了以AVR单片机ATmega128作为硬件主控芯片的控制系统。硬件模块主要包括:电源模块、A/D转换模块、电机驱动模块、无线收发模块。在控制系统软件设计过程中,为提高代码的利用率采用了模块化的设计方法,高效完成A/D转换,单片机接收,发送指令、电机执行指令并反馈指令执行的情况等功能。


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