N750-地下综合管廊挂轨式巡检机器人设计-STM32单片机控制【含SW三维图】 下载积分：150　资料编号： N750

作品包括:

Word版说明书1份，共89页，约34000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共6张

SW三维图一套

电路图一份

摘  要

地下综合管廊是在地下建造一个大范围的隧道空间，将电力、通信、供水等工程管线集中在一块，进行统一规划，统一管理，是一种新型的城市化基础设施，具有很大的工程意义。本文通过设计的一种挂轨式巡检机器人，能够解决综合管廊内人工巡检效果、效率、安全性等不足的问题。主要研究内容如下：

行走驱动部的设计，包括行走轨道的选型、轮轨接触方式的选择、轨道的受力分析、行走轮的选型设计、转弯导向装置的设计、转弯可行性的分析以及动力传动部分选择设计。

一维旋转云台和的云台相机升降机构的设计，包括相机Z轴的旋转受力分析、云台升降过程中的受力分析、蜗轮蜗杆同步带传动设计以及云台和升降机构的安装形式。

巡检机器人主体的设计，包括行走驱动单元的机架设计、主体外壳的密封设计以及蓄电池、主控制板、传感器的摆放和安装位置的设计。

利用三维软件对所设计的地下综合管廊挂轨式巡检机器人机械结构进行了三维建模，并对模型进行材料的选择和质量设定，利用soildworks仿真结果分析出巡检机器人零部件的受力情况。

各传感器模块的选型；对于温度参量，基于PT100铂电阻，在满足一定精度的情况下，完成了传感信号生成放大电路的设计。

巡检机器人总体控制方案设计，包括电池电量分析，主控制芯片、蓄电池电源等模块的选型，根据地下综合管廊巡检要求，给出巡检程序流程框图，实现了较为可靠的控制系统设计。

该论文有图73幅，表16个，参考文献50篇。

关键词：地下综合管廊；挂轨；巡检机器人；云台；STM32；传感器

目  录

摘  要 I

目  录 III

1 绪论 1

1.1引言 1

1.2 课题研究的背景与意义 1

1.3巡检机器人行走方式的选择 2

1.4国内外研究状况 3

1.5研究的主要内容 6

2 地下综合管廊挂轨式巡检机器人总体方案设计 7

2.1 设计要求 7

2.2 总体方案设计 8

3 巡检机器人行走驱动部机械设计 11

3.1 轨道的选型及校核 11

3.2轨道轮的选型 12

3.3 爬坡性能分析 13

3.4 齿轮组的选型及校核 15

3.5 巡检机器人过弯规划 18

3.6 导向装置的选型 19

3.7 轴的设计与校核 22

3.8 键连接的选择及校核 29

4 一维旋转云台机械设计 31

4.1.摄像机的选择 31

4.2 Z轴旋转的受力分析 32

4.3 云台传动部件设计 34

4.4 云台电机和连接件的选型 39

5 升降机构机械设计 41

5.1升降行程的确定 41

5.2升降导轨的选择 42

5.3滚珠丝杠的设计计算 44

5.4丝杠步进电机和联轴器的选型 48

5.5箱体设计和机械部分总装 50

6 系统硬件选型 52

6.1系统功能设计 52

6.2 控制芯片选择和介绍 53

6.3 蓄电池计算选型 54

7 系统信号调理及控制电路设计 56

7.1 STM32最小系统模块 56

7.2 电机驱动模块 58

7.3 传感器模块 63

7.4 信号灯、蜂鸣器的选型 68

7.5 无线收发模块 69

7.6 SD卡存储模块 70

7.7 摄像头信号传输开关 71

7.8 电源转换模块 72

8 系统软件设计 74

8.1巡检模式启动流程框图 74

8.2巡检模式流程框图 75

8.3巡检模式结束流程框图 76

9 可行性分析 77

9.1技术性分析 77

9.2经济性分析 78

9.3环境可行性分析 78

10 结论 79

11 不足与展望 80

参考文献 81

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