多功能管道机器人的电子控制部分分析与设计|多功能机器人

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【关键词】多功能管道机器人电子控制单

片机分析设计

在我国的诸多领域，像石油、天然气、给

排水、空调通风等行业中，管道的使用量正在

逐年递增，管道传输方式的作用逐渐显现出来，

也受到了各个行业的广泛关注，但是管道在长

期的使用过程当中会受到腐蚀、压力以及相关

外部因素的影响，管道会受到严重的损害，严

重时还会出现管道泄漏的情况，因此需要对管

道内部进行及时的清洗和维护，从而延长管道

的使用寿命，并且还要做好定期检测工作，以

此来进一步的预防重大安全事故的发生。由于

管道属于封闭式的运输通道，再加上其所处环

境非常复杂，我们的工作人员是不能进入到管

道内部进行工作的，这时管道机器人的作用就

要凸显出来了，管道在长期的运行中一些区域

一定会出现破裂、堵塞等现象。但是想要处理

好这些事情并不是很方便，很多时候就是为了

寻找管道中的某一个裂缝就需要花费大量的时

间和维修成本，而且当前我们见到的已经投入

市场的管道机器人很多都是用于内部清洗的，

用来进行管道内部检测的是非常少的，基础此

种情况，目前我们需要的管道机器人一定是一

种无线自动控制的管内检测机器人，这种机器

人可以用于石油、煤气、化工等幻夜的管内精

准检测。

1 管道机器人总体方案设计

从目前的管道机器人应用情况来看，轮

式管道机器人在实际的工程项目中应用还是比

较广泛的，轮式管道机器人主要的工作原理是

驱动轮靠弹簧力、液压以及磁性力等压紧在管

道的内壁上，这样就可以起到很好支撑机器人

自身重量的作用，然后再由驱动轮与管壁之间

文/郑灿香

管道输送是我国非常重要的

能源输送方式，但是随着管道长

时间处于压力大的恶劣环境中，

再加上其受硫化氢等有害气体的

不断侵蚀，使得管道的管壁逐渐

变薄，这是的管道是很容易产生

裂缝的，这也是造成管道泄漏的

主要原因，导致管道出现了很大

的安全隐患，在这样的环境下，

在管道工程的应用中研究管道机

器人就显得尤为重要，而且随着

管道输送的不断更新，市场上也

急需这种无线自动控制形式存在

的管内检测机器人，本文着重对

多功能管道的机器人电子控制部

分进行了系统的分析和设计。

摘要

的附着力产生机器人前后行走的驱动力，以此

来实现机器人的正常移动。目前研发的轮式管

道机器人，通过实际的比较分析之后我们发现，

直进轮式管内行走机构的推动能力很强，非常

适用于直管内的推动，属于一种比较理想的管

内行走机器人。可以对其进行广泛的推广。

2 单片机

我们此次选择的是PIC16F685 单片机来

作为信号采集和控制的基础核心，这种单片机

主要具备以下特点：

（1）这种单片机的性能非常好，而且指

令规则少，仅仅需要35 条即可。

（2）具备高耐久性的闪存存储单元。

（3）17 个I/O 引脚和1 个只用作输入的

引脚。

（4）AD 为10 位分辩率和12 路通道。

3 电源部分

电源的动力主要来自于5 号干电池，而

1.5V2500Mah 共8 个，总电压为1.5*8=12V 单

片机及控制板的电源为5V，基于这样的一种

配置，我们在实际的设计中可以选择采用稳压

块7805，将电池输出的12V 稳压为5V。

4 按键及遥控部分

采用频率为433MHZ 的遥控接收和发射

模块，现如今这一模块已被广泛的运用在了无

线门禁系统以及各类防盗系统的数据传输当

中。

5 PWM调速部分

如图1 所示，此次设计可以对机器人的

速度进行加速和减速的调整，主要采用的是

PIC16F685 中自带的PWM 的功能对输出电压

进行调整。

6 控制流程图

如图 2 所示。

7 创新点及具体应用

多功能管道机器人属于一款蛇形机器人，

它的各个部件都是独立成型的，在不同的区域

地段可以进行重新组装而满足不同区域的实际

需求。而且这款机器人所采用的是星形结构，

这种支撑结构的弹性非常好，可以进行自我伸

缩调节，而且其承载能力也是比较大的，正常

情况下是可以在速度较快的状态下实现连续移

动的。最主要的是这款机器人的机构非常紧密，

安装还非常方便，成本低，适合大范围推广。

参考文献

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作者简介

郑灿香（1981-），女，黑龙江哈尔滨市人，

硕士学历。现为哈尔滨远东理工学院副教授。

研究方向为电子信息工程，智能机器人。

作者单位

哈尔滨远东理工学院黑龙江哈尔滨市

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图1：PWM 调速电路

图2：控制流程图