膛内拍照机器人国内外研究现状
时间:2018-04-17 21:36 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 火炮膛内检测一直都是火炮研究中相当重要的内容，其检测手段经历了手动——半自动——自动化的过程。火炮检测结果的评价方式也由主观评价渐渐转变为客观评价。以前炮膛检测的方法是人眼通过光学望远系统对内膛进行观察，并根据多年的经验进行主观判断[1]。这种检测方式自动化程度低，测试结果的客观性较差。这与现代武器高精度要求并不相符，无法满足炮膛损伤检测的精度要求，因此早已弃置不用。21345 目前比较常用的机电一体化系统检测方案是微型管道检测机器人。在微型管道机器人的研究上比较典型的研究机构有：日本DENSO公司、上海大学、日本东京工业大学和东芝公司等[1]。这一类微型管道检测机器人按工作原理分类有以下几种：压电执行器与惯性冲击式、气动式与仿真蠕动式、电磁式与仿真蠕动式、形状记忆合金与仿真蠕动式、电机轮式、电机与螺旋驱动式等[2]。微小型管道机器人的前沿研究成果将对大口径（122mm——155mm）火炮膛内检测机器人的研究具有重要的指导作用。论文网 在传感器方面，随着CCD（电荷耦合器件）半导体器件以及微镜头技术的发展，基于CCD成像技术和计算机图像处理技术的自动化检测方式逐渐发展起来[6]。很容易通过对灰度阈值计算进行图像二值锐化处理，然后再采用边界扫描的方式计算炮膛损伤的最大长度和最大面积，进而判断火炮的损伤程度[3]、修复方式和使用寿命。 在机械结构方面，检测系统的实体支撑机械系统则由早期的光学望远系统逐渐转化为可深入炮管内部的机械结构，比较典型的有人形行走机构、齿轮齿条传动机构和入膛拍照机器人整体机构。人形行走机构基于仿生学设计，优点是易于控制、尺寸小、运动灵活。缺点是随意性大，拍摄图像稳定性差，后期处理复杂；齿轮齿条传动机构可将拍照装置平稳送入长为6m——8m的炮管，优点是易于控制，稳定性好，图像采集质量佳，后期处理较人形行走机构容易。缺点是很长的齿条导轨不便于携带和安装；而入膛式的拍照机器人则可采用轮式驱动和导向，由机械决定的自动对心功能使得摄像头能在炮管内沿中心轴线行驶以保证图像采集的质量。 在驱动方面采用高精度步进电机。步进电机通常不需要反馈就能对位置或速度进行控制，误差不会累积，且控制容易实现[4]。在上述基础上再通过机械结构实现变径即可适用于各种不同口径的身管[5]。 实现变径的机械结构有三种：凸轮推杆调节机构、蜗轮蜗杆调节机构、丝杠螺母调节机构[7]。采用凸轮推杆调节机构时,电机轴所受的扭矩非常大，且调节范围相对有限，因此这种方式通常不使用[7]。而蜗轮蜗杆调节机构虽然具有传动平稳的优点，但是其传动效率太低，因此实用价值也有限。丝杠螺母副调节机构具有调节方便、调节范围大结构简单易于控制等优点，因此变径机构多采用丝杠螺母副调节机构。 (责任编辑：qin) |