1、PDF外文：http:/ 中文5762字 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系： 机械工程系 专 业： &n
2、bsp; 测控技术与仪器 姓 名： 黄韬 学 号： 080101133
3、 外文出处： IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS &n
4、bsp; 附 件： 1.外文资料翻译译文； 2.外文原文。 指导教师评语： 签名： &
5、nbsp; 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 基于管道倾角的 管道机器人 法向力 控制 摘要 ： 为了 能自由移动 ， 管内 机器人必须能适应各种几何变化的管道 。首先 ，我们描绘了一幅管内机器人能适应变化曲率中心的直径和曲线。
6、这种机器人可以评估施加在 管道内表面 的作用力 ，并且可以在管道内通过 使用 固定在关节上的角度 传感器 来平衡它的 姿态。本文提出了一种 采用固定于伸缩机构上的角度传感器来评估 机器人主体和管道 间的相对姿态 的算法 。由于法向力和姿态可由角度测量信息进行评估， 角 度 传感器的 应用使得机器人比采用力和视觉传感器更加简单有效。 这种几何估计的 方法可以让 管道机器人识别使管道的倾 角 。 PAROYS-II 机器人可以根据管道倾 角 的变化来控制 其 法向力 大小 。 因此 ， 该方法可以减少功率消耗及 加在 机器人 部件上的压力。 这种 算法 已经 由 多个实验 得到验证 。
7、;关键词： 柔性关节 ，管道倾角 评估 ，管内机器人， 法向力 的 评估 ， 管径的适应 。 1. 简介 由于管道的尺寸的大小，管道内部的空间通常是人类所不能达到的。随着管道机器人的发展， 可以在狭小、阴暗、弯曲的管内导航技术现已成为一个重要的并且亟待的研究领域。 管道机器人的研究和发展已经 进行了 很多年 ， 但是还没有得到 充分开发 和 有效使用 。 管道机器人必须适应管内空间的几何约束。约束变量包括直径、曲率、管道的倾斜程度，所有的变量都是不可知的。管道机器 人必须具备适应 分支管道内表面条件和不均匀造成的障碍或生锈 的能力。图 1 展示的是一些管内
8、的几何变化。为了在各种不同的管线内都具备良好的机动性，机器人必须具备适应这些变化的能力。 图 1 管内变化： (a).直径变化 (b).曲率变化 (c).倾角变化 (d).分支管的变化 (e).内表面的变化 管道机器人应该一个管道内表面保持足够的接触 ， 防止滑动 ， 特别是在一个垂直的方向 。为了保持与管壁的接触，机器人也应该有能力适应管径的变化。 因此 ，大多数 管道 机器人必须调整自己的身体适应管道定位不同直径 。 机器人适应直径变化的方式可 以分为被动和主动两种。被动的方法可以由弹性元件组成连动结构，
9、例如使用弹簧。被动方法的优点是能顺利适应直径的变化，并不需要考虑对法向力 的独立控制。 然而，这些机器人通常不能适应各种各样直径的变动，并且在必要的时候它 们不 能 调整 法向力 。 另一方面，主动方法更为复杂，但是，当需要控制 法向力 的时候，这种方法更为适合。 由于被动方法的 优点 ，许多设计师使用一些被动组分协助他们的活动系统 。 有些机器人不用 使用 适应的机制 就 可 以 适应直径的变动， 以 Inchworm-type机器人为例 ， 不需要任何额外机制就可以使用一些小的变化。 因为机器 人具有磁轮 ， 能够保持内部墙上钢管和轮胎本身 的接触， 他们也不需要适应 直径 变化 。 管线是管道机器人的主要障碍。 弯曲的管子 限制了 机器人身体形状 (例如，禁止长的刚体 )并且也要求每个轮子 都能 开动和被控制 。 有些设计师通过计算在特定曲度的每条轮子或轨道或力量解决了这些问题需要的速度 。 一项研究介绍了一种只需控制一个轮子就可以使得其他轮子自由移动的通过管线的方法。了解机
