自走式攻泥器国内外研究现状(2)
时间:2017-03-04 14:27 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（3）完全破坏阶段。当压力继续增大超过土壤的极限承载力，塑性变形区连成连续的滑动面，土被挤出来攻泥头平稳攻泥[9]。 它由冲击挤压泥土的液压振动机构和在工作中使攻泥头的头部始终紧紧顶住泥土的跟进液压机构组成。液压振动机构本身既是液压振动的发生装置，又是以振动形式冲击泥土的执行机构。它利用管路中交替变化的压力液流传递液压能，直接使活塞锤产生周期振动，以振动方式撞击冲顶帽来冲挤泥土，使泥土形成孔道。攻泥头和躯体间设有用于推动攻泥头前移并调节攻泥头冲击方向的液压机构。 3.1.2 攻泥器行走运动机构 此类机器人的行走运动机构主要有轮式、腿式和蠕动结构这三种。轮式是靠轮子带动机械行走，腿式是用机械腿爬行前行，蠕动则是仿生蚯蚓蠕动前行。虽然形式不同，但他们都是靠机器人与管壁的摩擦力来为机器人提供运动动力的，这样机器人的运动速度和运动方向很大一部分受机器人与行走周围的管壁或泥土环境等的摩擦因数的影响。当攻泥头在泥土中打出一段长度的孔道后，攻泥头后面的部分要向前移动，使攻泥器的整体逐步按预设路线行进。机器人通过上、下平台上的支撑脚交替地支撑管壁，而实现机器人的上下平台交替地作为动、静平台，再通过驱动杆的驱动，从而完成机器人向前蠕动前进[10]。所以必须解决的一个问题是攻泥器在泥土中能有足够的自稳固力来抵抗冲击泥土时的反作用力及拖动尾部有一定长度和重量的组合缆及引绳一同行进。 3.1.3 尾部组合缆接口部分 尾部组合缆接口部分用于连接和牵引组合缆(包括电缆、油缆、千斤引绳)随动前进，并具有防止攻泥器自旋的装置。组合缆外部有保护层，其一端与攻泥器尾部接口相连，另一端分别与液压站、大气气源、监控器和操纵台相连。 3.2 导入架 导入架是安放和引导攻泥器以一定初始角攻人泥土的重要装置，主要组成部分是一个可以安放攻泥器的导入筒和可调整进入立面倾角及平面方向角的机构，还有一个可以让缆绳滑动的组合缆导轮组成。 3.3 控制系统 无论是攻泥机,还是拱泥机,蠕动过程中都离不开与泥土之间的相互作用，如机器人前方受到的阻力，侧面受到的摩擦力和土壤对尾部的支撑力，这些作用很复杂，涉及到流变力学、流体力学、土壤动力学等方面的知识，并且随着时间、位置的变化而动态地改变。攻泥器的三文运动可分为：向前的直线运动、纵向倾斜运动、横向偏转运动。由于攻泥器在水下泥土握裹的特殊环境下，检测是比较困难的。要使其按预设的路线进人或退出，必须要有良好的方向检测与控制手段。 要控制机器人避障，以实现其目标，我们必须利用所提供的信息的传感器[11]。通过检测安装在躯干的轴线上的直线位移传感器和方向调节器上的角度传感器的信号，经处理后可得到攻泥器在实际工作中的位置和姿态，得到可直接显示的三文图形，或操作使用的平面二文图形以及实际行进轨迹，与预设路线比较后进行有效的控制。操作人员可以准确无误地知道攻泥器在泥土中的位置及姿态。控制系统包括检测系统与执行系统。检测系统完成对攻泥器本身位置、姿态等的检测，并进行实时动态显示；执行系统是由控制台发出命令，控制攻泥器按照预定的轨迹行进。攻泥器的控制可采用手动控制，由检测系统、操作者、执行机构共同组成。这种控制方式操作简单且实用性强。陀螺仪可以完成位置、方向检测 (责任编辑：qin) |