關(guān)于采用自夾緊模糊控制的纜索檢測機器人設(shè)計-wenkub
2023-05-27 12:22:33 本頁面
【正文】 、安全保護帶來一系列的問題。 20世紀(jì) 80年代之后興建起大批的斜拉橋，目前正在逐步進入老化期，由于拉索長期處于露天服役狀態(tài)，經(jīng) 20來年風(fēng)吹雨淋日曬，其聚乙烯護套會產(chǎn)生不同程度的硬化和開裂現(xiàn)象，從而使護套內(nèi)的鋼絲束發(fā)生腐蝕；另外，隨機振動也會引起鋼絲的磨損，這些都 會嚴(yán)重影響拉索的使用壽命，給斜拉橋的正常使用埋下嚴(yán)重的隱患。氣動夾緊機械臂能實時提供合適的夾緊力，在保證檢測機器人獲得足夠摩擦力的同時避免由于夾緊力過大而對纜索造成二次損傷；同時，采用自夾緊技術(shù)的機器人，可以調(diào)節(jié)夾緊機構(gòu)的氣缸行程，實現(xiàn)同一個檢測機器人檢測各種不同直徑和傾斜度的斜拉橋纜索。自夾緊功能的實現(xiàn)對于纜索機器人 的結(jié)構(gòu)改進和保護纜索避免二次損傷，具有積極意義。目前的纜索檢測機器以電驅(qū)動式和氣動蠕動式兩種機器人為典型 u ，爬行時需要施加一個夾緊力在滾動輪與纜索之間，夾緊力保證輪與纜索之間產(chǎn)生一個足夠大的摩擦力，來克服自身重力、風(fēng)力，保證爬升過程中不發(fā)生墜落或打滑。 針對以上不足，作者在改進現(xiàn)有纜索機器人結(jié)構(gòu) 設(shè)計之上，設(shè)計了一種帶自夾緊執(zhí)行機構(gòu)的纜索機器人，能根據(jù)纜索狀態(tài)進行夾緊力的自適應(yīng)模糊控制。驅(qū)動輪選擇有較大摩擦因數(shù) 的橡膠材料做成，能與整個纜索圓周表面飽滿接觸。機器人安裝到斜纜索上后，主輔夾緊機構(gòu)共同施加夾緊力，將上下滾輪緊壓于斜拉橋纜索上。 )。 圖 2 機器人輔助夾緊力分析 在機器人正常運動時，輔助夾緊和模糊控制夾緊裝置共同起作用，假設(shè)纜索機器人處在勻速運動狀態(tài)，對其進行受力分析。由動力矩和阻力矩平衡，有下式： s in ( ) s in ( ) s in ( )2 2 1 1N r G r N d r G d r G d r Lf? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 1） 由于 N12N??，故 si n si n ( ) si n ( )212 rG r G d r G d r LfN? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?? （ 2） 由于 機器人上下結(jié)構(gòu)具有對稱性，以接觸點 B 為支點，得出 N4亦同。打滑檢測器附帶一個觸輪隨同機器人在纜索上同步滾動，觸輪帶動檢測器內(nèi)傳動軸，軸連接的輪片切割光電信號，傳感頭再把所檢測的光電信號變成脈沖信號，送人 89C51單片機在單位時間內(nèi)計數(shù)，然后同電機編碼器反饋的脈沖信號相比較，做出大于、等于或小于的判 斷。 圖 4 二輸入單輸出模糊控制原理圖 根據(jù)纜索檢測機器人自適應(yīng)模型的特點，模糊控制器采用兩輸入單輸
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