【摘要】： 以餐饮业中油烟管道的清洗为主要应用背景,本文介绍了一款用于清洗油烟管道的机器人,该机器人提高了油烟管道的清洗效率,减少了人的体力劳动,具有很好的研究价值和市场前景。 本文介绍了机器人的机械结构,分析了机器人的移动方法和摆臂方法,并基于通用计算机和DSP运动控制卡,设计了油烟管道清洗机器人的运动控制系统、姿态控制系统、摆臂控制系统和传感器系统,为高压射流技术应用在清洗油烟管道提供了一个可靠的平台。 根据设计背景,本文创新性的提出了一种可用于清洗油烟管道的行走机构,该行走机构具有磁吸附功能,不仅可以用于水平管道,也可用于竖直管道,同时也克服了普通橡胶式履带不能用于油烟管道内部行走的缺点。依据清洗要求,本文设计了行走姿态的控制方案,即在清洗过程中,通过自动纠偏功能,确保机器人的移动轨迹和姿态。 本文将高压射流清洗技术应用到油烟管道的清洗中,根据高压射流的技术特点,设计了具有双自由度的摆臂机构,该机构可以实现摆杆向任意方向移动,解决了现有单自由度的摆杆不能实现任意方向移动的问题,增加了摆臂运动的灵活性。此外,在保证清洗过程中入射角不变,靶距不变的情况下,本文设计了摆臂机构的控制策略,控制摆杆按照约定轨迹移动,保证了清洗效果。 本课题采用了一种基于通用计算机、DSP运动控制卡和驱动器的运动控制系统,采用分级控制策略,充分发挥各个级别的控制优势,可实时、迅速地实现对机器人的控制。 此外,本课题还设计了一种无线遥控装置,该装置可与计算机键盘无线通信,进而通过控制计算机来控制机器人动作,消除了对机器人操作空间和地点的约束,实现了对机器人的随时随地控制、多点控制,增加了控制的灵活性。 采用模块化思想,基于Visual basic语言,论文设计了控制系统的软件程序,包括行走控制、摆臂控制程序、DSP数据采集、接近开关信号处理和红外传感器的数据信号处理程序。通过人机交互界面,实现了对行走和摆臂的控制。 最后,对油烟管道机器人的相关性能进行了实验,验证了控制系统的可靠性,并总结了全文的研究成果,展望了今后的研究方向。