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液下搅拌机器人及监测定位系统设计_A209
文章来源：www.biyezuopin.vip   发布者：毕业作品网站  
摘  要
    水煤浆是一种新型燃料，是将65%-70%的煤粉，30%-35%的水及1%左右的添加剂经搅拌形成的一种新型燃料浆体，可用来替代重油或煤粉燃烧，有着广阔的发展应用前景。但在浆液储罐中会产生沉淀。本文的工作是围绕一种新型的液下搅拌机器人的研制展开的，这种机器人可取代传统的大型机械搅拌装置，具有体积小，能耗少等优点，本文论述的是该机器人的结构及监测定位系统的设计。
    针对目前水煤浆单纯机械搅拌装置体积大、笨重、能耗多的缺点，开发了液下搅拌机器人。本论文所涉及到的内容仅为整个研究课题的一部分，介绍了液下搅拌机器人的体系结构，并对原有的机器人进行了改进，使用了无辐射角度的圆柱形传感器。http://www.16sheji8.cn/
定位导航是自主移动机器人的关键模块，根据该机器人的工作环境以及机器人预设轨迹，分析多种定位导航方式，该机器人选用超声波定位导航。
    对于超声定位，超声波传感器的布局是首先要解决的问题。根据前人研究成果，通过实验验证可以在机器人上布置1个圆柱型超声波发射传感器，在水煤浆罐底沿圆周均布3个以上接收传感器即可实现机器人定位。
    超声波测距是实现超声波定位的前提条件，超声波测距的性能直接关系到超声波定位的准确性。本文论述了超声波测距的硬件电路，超声波测距软件流程。
    定位计算是超声定位的关键，算法好坏关系到系统实时性能。根据三点定位原理及其数学模型，解决了三点定位中两圆相交求交点的问题，实现了机器人定位。
   最后对机器人做了实际运行试验，效果良好。
 
关键词：机器人、超声波、定位导航
 
目 录
 
摘要（中文）………………………………………………………………………………Ⅰ
（英文）………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 概述…………………………………………………………………………………1
1．1项目的研究意义与背景……………………………………………………………1
1．2国内外水煤浆防沉淀技术的发展状况……………………………………………1
1．3国内外机器人发展现状……………………………………………………………3
1．3．1工业应用……………………………………………………………………… 3
1．3．2家庭机器人…………………………………………………………………… 3
1．3．3武装机器人…………………………………………………………………… 4
1．3．4深海机器人…………………………………………………………………… 4
第二章 液下搅拌机器人的体系结构设计…………………………………………　5
2．１ 机械结构设计及原理……………………………………………………………… 5
2．2 　机器人的结构方案及性能分析……………………………………………………6
2. 2．1 机器人行走机构方案的确定………………………………………………… 6
2. 2．2 　机器人耙轮机构…………………………………………………………… 6
2. 2．3 机器人喷浆搅拌机构………………………………………………………… 7
2．3机器人基本参数……………………………………………………………………… 8
2．4.液下搅拌机器人传感器的安装位置…………………………………………………8
第三章 导航定位方案设计与主要任务…………………………………………9
3．1自主移动机器人导航定位……………………………………………………………9
3．1．1视觉导航定位………………………………………………………………… 9
3．1．2 GPS（Global Positioning System)全球定位系统…………………………… 9
3．1．3超声波导航定位……………………………………………………………… 10
第四章 超声波导航定位系统设计在水煤浆中测距的可行性分析………… 11
4．1．1测距基本原理…………………………………………………………………11
4．1．2超声波性能介绍………………………………………………………………11
4．2 超声波导航定位系统……………………………………………………………… 12
4．2．1机器车的轨迹设定…………………………………………………………… 12
4．2．2超声波定位原理……………………………………………………………… 12
4．2．3超声波定位模块………………………………………………………………13
4．2．4超声波传感器布局……………………………………………………………13
第五章 超声波测距硬件设计…………………………………………………………15
5．1超声波测距电路原理……………………………………………………………… 15
5．2超声波测距传感器………………………………………………………………… 15
5．3超声波发射电路…………………………………………………………………… 16
5．4超声波接收处理电路……………………………………………………………… 16
5．4 .1 放大电路………………………………………………………………………………16
5．4．2 滤波电路………………………………………………………………………………17
5．4．3 比较电路………………………………………………………………………………17
5．5超声波信号发生器的原理与设计……………………………………………………… 18
5．6 定位算法…………………………………………………………………………………19
5．6．1算法概述……………………………………………………………………………19
5．6．2定位算法……………………………………………………………………………20
5．6．3两圆相交求交点……………………………………………………………………20
5．6．4逐值比较搜索法……………………………………………………………………20
5．6．5几何法………………………………………………………………………………21
5．7程序流程图……………………………………………………………………………… 24
 
 http://www.16sheji8.cn/
第六章  结束语……………………………………………………………………………… 25
参考文献……………………………………………………………………………………… 26
 
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