關(guān)于采用自夾緊模糊控制的纜索檢測機(jī)器人設(shè)計-文庫吧在線文庫
【正文】 緊力分析 在機(jī)器人正常運(yùn)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(jī)器人處在勻速運(yùn)動狀態(tài)，對其進(jìn)行受力分析。機(jī)器人安裝到斜纜索上后，主輔夾緊機(jī)構(gòu)共同施加夾緊力，將上下滾輪緊壓于斜拉橋纜索上。 針對以上不足，作者在改進(jìn)現(xiàn)有纜索機(jī)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(jī)構(gòu)的纜索機(jī)器人，能根據(jù)纜索狀態(tài)進(jìn)行夾緊力的自適應(yīng)模糊控制。自夾緊功能的實現(xiàn)對于纜索機(jī)器人 的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和保護(hù)纜索避免二次損傷，具有積極意義。 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(jìn)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(hù)套會產(chǎn)生不同程度的硬化和開裂現(xiàn)象，從而使護(hù)套內(nèi)的鋼絲束發(fā)生腐蝕；另外，隨機(jī)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。 1 自夾緊纜索機(jī)器人的系統(tǒng)設(shè)計 針對一款電驅(qū)動式纜索機(jī)器人進(jìn)行自夾緊設(shè)計，機(jī)器人由主從動輪、驅(qū)動電機(jī)、傳動系統(tǒng)、氣動夾緊裝置、輔助夾緊彈簧和連接件組成。作者對其進(jìn)行受力分析，機(jī)器人受斜 面法線方向的力 N是重力 G的法向分量和預(yù)夾緊力 FN之和即：cosN F GN? ? ? ?,? 為纜索的傾斜角 (0— 90176。 圖 3 機(jī)器人簡化模型 根據(jù)靜力學(xué)平衡方程，有： 11fN?? N22f ?? 33fN?? 44fN?? 如圖 3所示，以主動輪和纜索的接觸點 A為支點，用質(zhì)點分析法建立力矩平衡方程，且設(shè) d為纜索直徑；肛為滾輪與纜索表面摩擦因數(shù)；L為圖中質(zhì)點 e、 f到纜索表面距離。兩輸入單輸出模糊控制器基本原理如圖 4所示，通過比較電機(jī)編碼器反饋的脈沖信號和打滑檢測器檢測的脈沖信號，將其差值 R和差值的變化率 Δ R送入模糊控制器進(jìn)行模糊運(yùn)算，再經(jīng)過解模糊得出所需壓緊力值，向纜索檢測機(jī)器人氣動夾緊執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出動 作指令。按照實際夾緊的需要可將輸出推力分為很高、高、中高、中、中低、低擋。在帶有導(dǎo)流槽的纜索上反 復(fù)進(jìn)行長距離的爬升試驗，共測試 12根不同直徑、傾斜角度的纜索，結(jié)果證實：帶自適應(yīng)夾緊裝置的檢測機(jī)器人爬升平穩(wěn)，在纜索上基本沒有發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，經(jīng)多次往返運(yùn)動沒有對纜索表面的聚乙烯護(hù)套造成損傷，如圖 7所示。 4 實地測試 對纜索檢測機(jī)器人在不同傾斜角條件下進(jìn)行測試你，在試驗架傾斜角為 30176。 圖 5 輸入變量 R、Δ R隸屬函數(shù) 在兩輸入單輸出控制方式中，采用的控制規(guī)則是“ if A and B then C”，因此模
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