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中央空调风管清洗机器人关键技术的研究

王琪忠  
【摘要】: 随着社会经济的发展,人们的身心健康也越来越受到重视。而污染的中央空调日益成为危及人们身心的根源。因此,中央空调尤其是中央空调风管的检测与清洗越来越受到社会的重视。在国外,中央空调风管清洗机器人的研究与应用已经发展了相当长的一段时间,而且技术日趋成熟,然而国内则刚刚起步。本论文对中央空调风管清洗机器人的关键技术进行研究,就是为其早日实现批量化、国产化生产和应用做出一定贡献。 论文所研究的风管清洗机器人正是应用于中央空调风管的检测和清洗。风管清洗机器人从结构上可分为机械系统和控制系统两大部分。机械系统主要包括移动小车、清洗装置和视觉及超声波避障系统;而控制系统主要包括车载控制系统和控制箱两部分。论文重点对以下方面进行了研究和探讨: 1.清洗机器人系统的总体规划,系统的具体参数要求、系统组成、主要功能、清洗方案以及清洗的要求和清洗质量的评价标准等; 2.移动小车车体的移动方案、驱动方式、驱动装置及移动小车的越障能力、移动小车在风管内转弯时的通过性和最小转弯半径等; 3.清洗装置中清洗臂举升机构和清洗刷的优化设计,清洗臂作业空间和清洗力分析等; 4.清洗机器人视觉系统的设计,图象处理、特征提取原理及算法,超声波避障系统的设计等; 5.清洗机器人车载控制系统的硬件选用和软件设计,驱动电机和CCD摄像头控制电机的调速、位置伺服控制等; 6.机器人控制箱的整体设计,控制箱硬件的选用,控制任务的划分与实现、通讯协议的指定和通讯模块等问题; 最后对本课题研究存在的不足以及将来的改进方向进行了分析说明。


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