基于能耗最优的复合驱动管内机器人运动控制策略的研究

目录

第 1 章 绪 论

1.1 课题来源及研究的背景与意义

1.1.1 课题的来源

1.1.2 研究的背景、目的与意义

1.2 国内外研究现状调研及综述

1.2.1 差压式管内机器人国外研究现状

1.2.2 差压式管内机器人国内研究现状

1.2.3 机器人能耗优化的研究现状

1.2.4 国内外文献综述

1.3 本文主要研究内容

第 2 章 机器人复合驱动系统设计与分析

2.1 管内机器人低能耗复合驱动机理

2.1.1 驱动能耗的管路工况影响因素

2.1.2 待检管路工况的检测要求

2.1.3 低能耗复合驱动机理模型

2.2 复合驱动系统方案设计

2.2.1 管内机器人的主要技术要求

2.2.2 管内机器人构型的评价

2.2.3 机器人总体机构设计

2.3 流体驱动单元设计与分析

2.3.1 泄流调速机构的工作原理

2.3.2 泄流电机的密封

2.3.3 机器人流体驱动力学分析

2.4 电机驱动单元设计与分析

2.4.1 传动系统设计与驱动电机选型

2.4.2 切换机构的工作原理

2.4.3 机器人电机驱动力学分析

2.5 本章小结

第 3 章 复合驱动调速方式规划及能耗建模

3.1 快速行走工况下驱动速度的调控

3.1.1 支撑轮可调封闭力确定

3.1.2 机器人快速行走速度调控模型

3.2 降速过渡工况下驱动速度的调控

3.2.1 直流电机制动力矩模型

3.2.2 直流电机制动模式控制系统

3.2.3 能耗制动速度范围分析

3.2.4 复合驱动管内机器人降速调控策略

3.3 复合驱动管内机器人驱动能耗模型

3.3.1 流体驱动调速能耗模型

3.3.2 降速过渡制动能耗模型

3.4 本章总结

第四章 复合驱动能耗仿真分析及实验研究

4.1 虚拟样机模型与仿真环境的建立

4.2 构件参数对电驱动能耗影响规律

4.2.1 姿态角对驱动能耗的影响

4.2.2 预紧弹簧力对驱动能耗的影响

4.3 电机与流体复合驱动能耗研究

4.3.1 工况一驱动能耗分析

4.3.2 工况二驱动能耗分析

4.3.3 工况三驱动能耗分析

4.4 复合驱动能耗实验研究

4.4.1 实验平台与机器人样机

4.4.2 复合驱动能耗实验方案

4.4.3 实验结果分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的论文及其他成果

声明

致 谢