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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯
學院 (系)： 機械工程學院
專 業(yè)： 機械工程及自動化
姓 名： 胡源
學 號： 0601610124
(用外文寫)
外文出處：Advanced Robotics, Vol. 17, No. 4, pp. 339–358 (2003)
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導教師評語：
該篇外文資料內(nèi)容與課題有一定的相關性，譯文比較正確地表達了原文的意義、概念描述基本符合漢語的習慣，語句較通暢，層次較清晰。
譯文較為準確地表達了原文的概念和主題，敘述較清晰，語句較通順。 簽名：
年 月 日
附件1：外文資料翻譯譯文
管道機器人爬行營救的概念與研究
摘要：—本文介紹了控制算法設計的一種管道爬行機器人可用于地震救援的目的和管道維修。該機器人的設計是能夠理智改變其體型，以適應管道或隧道狀空洞內(nèi)瓦礫。介紹了機器人的仿真，對如何改變其形體來適應的空洞。控制算法采用的查找表方法相結合的方法來預測的形狀在對機器人的影響下使它的執(zhí)行變形機構。文章還提出了設計的硬件和軟件系統(tǒng)的機器人，并且在機器人身體模塊的實驗室實驗。計算機仿真結果運用梅雷比類比仿真軟件和實驗結果表明，方法是可行的，機器人形體變化控制算法的建議。
關鍵詞：管道機器人； 控制算法； 方法采用最小二乘法； 變形體內(nèi)； 救援機器人。
1 介紹
1．1管道爬行機器人
國際管道輸送油使用，天然氣管和水管在年齡增長，以及一些設施已經(jīng)在使用壽命之外運作，他們原先設計檢查管道是許多行業(yè)所面臨的重要任務。管道在煉油廠和蒸汽發(fā)電廠表面的惡化尤其常見。因此，管道的維護和檢查的日益的重要性，給管道運營商提供了手段準確、可靠地檢查他們的管道， 并獲得所需的信息對于決策對于安全運行，康復和維修[1] 。使用自動管道檢測，可減少停機時間和人力管子檢查過程，這是個需要很高的技術要求來開發(fā)各種管道機器人。
1．2 地震救援的機器人
地震是不幸的，非常危險的天然頻發(fā)現(xiàn)象。幾乎在每一個地震受難者都埋在倒塌的建筑物、橋梁、道路等下面的廢墟中。這是非常困難的到達的地方營救這些人可能會受傷，饑餓和虛弱。此外，這個結構在瓦礫堆下條件可以說是復雜、危險和未知。因此，是一種基本需要探索這些條件，確定了受害者的位置和他們的生存條件。救援這件事也急，因為它是最重要的盡快營救那些災民。以這個結果為目標，救援機器人已經(jīng)被開發(fā)中進行這些任務。在一篇文章塔庫達[2]， 一個原型“酷兒” （機器人與模擬軟件進行地貌的模擬）可用于地震救援和任務被描述，文章還介紹了試驗結果可行性研究。實驗結果表明了該方法的有效性、“酷兒”救援機器人的工作提出了建議。
2．陳述問題
2．1 現(xiàn)有的管道機器人的設計缺陷
管道機器人在大量的文件。例如，一個機器人卡戎系統(tǒng)[3] 配備了智能化多傳感器。這使得自動，可靠的檢測損壞的位置，它的類型和規(guī)模，并給予優(yōu)越的性能與多數(shù)的閉路電視系統(tǒng)相比。該系統(tǒng)已制定了對地下水和土壤污染的材料和液體的保護“東洋美”和“扣一吃”[4] 有1種微型檢查機器人可檢查1英寸口徑的管道。該機器人可以在管道進行檢查，并視檢索小對象[5] 。描述一個機器人進行自動管道檢測和已被證明是合適的當前管檢測技術的選擇。該系統(tǒng)的優(yōu)勢該系統(tǒng)采用一種廉價的原則生產(chǎn)機電設備，內(nèi)管缺陷的檢測能力。然而，所有的這些機器人只能工作管道具有一定的直徑的而且不能工作的管道的墻壁是破裂或嚴重損壞，如果管徑變化或管道已經(jīng)部分倒塌這些機器人就不能工作。
2．2畫筆的機器人
管道爬行機器人已發(fā)展為工業(yè)自動化制造的中心(CIAM)。英國杜倫大學。工程學院，設計的該機器人采用了獨特的，創(chuàng)新和專利的牽引系統(tǒng)，這個機器人的原則和它的驅(qū)動系統(tǒng)是簡單的。我解釋下他的意思，如果用一個直徑略大于孔的管子插入一個管道，其橫掃回來。在這種情況下， 更容易向前推刷，但管道，需要把它向后拉，因此，如果兩個刷互連由往復然后，通過循環(huán)缸，它能使該機器人沿著管道爬行[6]。該驅(qū)動系統(tǒng)已獲得在全球范圍內(nèi)的專利。如需對驅(qū)動系統(tǒng)的進一步詳情，請參見說明[6]和[7]。在由達勒姆開發(fā)的機器人大多采用氣動和抓地力，在這情況下，因此命名為管壁刷壁機器人只是像其他管道機器人，僅能在管道機器人在一個有限的直徑范圍內(nèi)工作，盡管有許多其他牽引系統(tǒng)，但刷子機人只能夠處理了部分的管道。
2．3一種改進的刷壁機器人地震救援和管道維修
該報告概述了一些改進刷壁機器人的原則，并將其應用到工作的目的都是為了地震救援和一些嚴重受損壓碎的房屋、或是破裂的管道。因此，它的目的是能夠改變它的體形狀態(tài)，在倒塌的建筑物或不同直徑的管道壁破裂或者兩者之一的任何一種可能的糟糕的狀況下。為實現(xiàn)這些功能，一個傳感器系統(tǒng)用來探測黑洞形狀和控制機器人身體形狀的改變，這是必要裝備。從而進行有目的的救援，一個CCD攝像機能有條件的看到洞里的情況。一個二氧化碳， 檢測器檢測無論受害者是活著都能找出他們的位置。準備一個麥克風，可以使受害者能夠順利的和救援人員溝通。此外，空軟管將由機器人為條件的空氣不足。
3． 研究方法
3．1輪廓
對于一個機器人關鍵是要生產(chǎn)出足夠的摩擦力使它能夠驅(qū)動機器本身，并進行必要的負荷。對于地震救援的目的，機器人應能穿過洞和由于地震產(chǎn)生了地震的廢墟裂紋。然而，這個洞和裂縫的廢墟里通常有不規(guī)則的形狀和大小。因此，機器人必須能改變自己的身體形狀使它產(chǎn)生足夠的形狀摩擦力。實現(xiàn)這一要求，必須要安裝一個傳感器系統(tǒng)放置在該機器人的頭部，它是用來檢測和裂紋的大致形狀的洞。在設計刷子機器的時候，四組驅(qū)動器需要安裝機器人身上。這些執(zhí)行機構將會改變機器人的形體，從而使傳感器信號返回到系統(tǒng)。在這個過程中控制系統(tǒng)將會認出來傳感器的信號，執(zhí)行計算基于信號的信息發(fā)送和適當?shù)闹噶顏砀淖凃?qū)動器，使它變形。利用安裝在機器人頭部的CCD相機可以觀察到洞內(nèi)的條件和裂縫，并對其進行研究。在機器人自動控制功能失敗的情況下手動控制功能也能處理異常情況。一個軟件系統(tǒng)基于電腦也是必需的運行數(shù)據(jù)傳輸和控制，把數(shù)據(jù)存儲等。更確切地說，這個軟件能夠記錄機器人的行走路線和遇到個各種洞和孔的形狀。
3．2機器人的工作機制的理論
3．2．1．這個機制理論的一個古老的筆刷的機器人。
建立一個真正的機器人之前模型，這是需要一些電腦模擬來驗證其可行性該控制算法。運動實現(xiàn)了機器人的筆刷的利用率彎曲的毛為手段的推進器和支持，就像在圖1。當開啟，最主要的筆刷，提供更低電阻的硬的曲率，前進；其后刷，因為它的高電阻落后的力量，保持靜止狀態(tài)。然而，當相反發(fā)生動力。鋼瓶關閉，最主要的筆刷，而保持固定現(xiàn)在落后刷，提供低電阻、拉向前。
根據(jù)這一理論，闡明牽引完全依賴于硬機構設置及其可在以下方式?？紤]一個單根為目的的簡單，當一個硬放進了一個管道，因為它的有效側(cè)維，它是彎曲的管子壁，會有一個垂直力P，如圖2。在移動核心刷毛，牽引F應該等于P。投影的短毛在這個方向的維度上標明“h”。 硬的長度是l。弦”兩個人之間的尖端的毛是表達的論文[6]，給出了結論之間的最佳天使和管壁硬在30±40±取得最佳的抓地力，雖然這個天使將會改變?nèi)Q于很多因素，例如潤滑。在文獻[7]，給我們h和l之間的關系。
（1）
注意：
和
的h值可以是眾所周知的， α。文章以漢族施舍一張桌子，所得結果表明:(1)采用如下圖所示表1。
圖1 刷機器人運動原理
圖2毛機制圖
表1 試算表，h和l的關系
圖3一個機器人的結構體模塊
3．3控制算法，在新刷的機器人
提出了一種改進的筆刷，使機器人能夠改變它的體形和適應的空隙中，一個復合控制算法，基于查表法和最小經(jīng)計算的方法。機器人的使用方法，來決定如何改變自己的身體形狀，洞的形狀和大小是參考數(shù)據(jù)文件，保存在一張盤里面。這張盤是組成數(shù)據(jù)文件，每個文件提供了一份計算的結果，通過使用ABAQUS軟件。圖3所示的一個機器人的結構體模塊。每個機器人身體的模塊組成，帶有4驅(qū)動器帶鋼圈和數(shù)百彈簧鋼互相安裝在地面的地帶。這里的每個驅(qū)動器的終點連接到盤里，就這樣的可以改變形狀，可變形成循環(huán)器和推進。如果是明顯的數(shù)百點圓圈，各點都被記錄為一次數(shù)據(jù)。圓形狀可以是唯一代表所有點的坐標能被人知道的。當執(zhí)行這些圓形坐標要點，可以推入一條圓變形等數(shù)據(jù)來推算。事實上，這里的形狀和實際形狀的圓圈代表了機器人身體的模塊。這些形狀與動荷載和是放在這個的機器人身體的方向和x獨立。因此，身體模塊機器人的形狀將會有所改變，不同驅(qū)動器負載和撓度都能進行改變。在這同時，坐標機器人身體上的點模塊將會改變，因為機器人身體無能為力。這些點坐標計算，預測可采用ABAQUS， 當已知動荷載作用下。這個數(shù)組的坐標機器人身體的形狀呈現(xiàn)在這樣的動荷載作用下的模塊。如果動荷載作用下的變化，提出了一種新的數(shù)組的坐標可獲得，這意味著該機器人身體模塊將會得到一個新的形狀。因此可以通過改變驅(qū)動器、輸入變量的計算，許多陣列ABAQUS坐標可獲得。他們每個人都代表了一種獨特的機器人身體模塊的形狀。這些元件的坐標可以存儲在數(shù)據(jù)文件，每個數(shù)據(jù)文件被用作記錄放在盤上。作為一個結果，本表格包含了許多機器人身體的形狀不同動荷載作用下的模塊。同樣的一個洞的獨特形狀也可以表示為一個數(shù)組的坐標的孔邊壁。機器人的控制算法是必需的，能夠找到最合適的形狀的洞中從這些數(shù)據(jù)文件的形狀的盤。
表2一個數(shù)據(jù)文件儲存以一個數(shù)組的形式返回點的坐標
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附件2：外文原文（復印件）