阀厅钢结构清扫机器人设计

汪旭旭,郑涵钰,姚斌,杜轩,李响

Design of cleaning robot for steel structure in valve hall

Xuxu WANG,Hanyu ZHENG,Bin YAO,Xuan DU,Xiang LI

表1 功能需求与设计参数的第2层分解及对应的设计方程

Table 1 Second-level decomposition of FRs and DPs and corresponding design equations

功能需求（FRs）

设计参数（DPs）

设计方程

FR₁₁：可以夹紧顶部钢结构

FR₁₂：可以伸缩以适应不同钢结构

DP₁₁：抱臂夹持机构

DP₁₂：抱臂伸缩机构

[\begin{matrix} F R_{11} \\ F R_{12} \end{matrix}] = [\begin{matrix} X & 0 \\ 0 & X \end{matrix}] \times [\begin{matrix} D P_{11} \\ D P_{12} \end{matrix}]

FR₂₁：能够进行平稳精准的移动

FR₂₂：可以跨越障碍物

FR₂₃：可以在钢结构上实现转向

DP₂₁：移动机构

DP₂₂：越障机构

DP₂₃：转向机构

[\begin{matrix} F R_{21} \\ F R_{22} \\ F R_{23} \end{matrix}] = [\begin{matrix} X & 0 & 0 \\ 0 & X & 0 \\ X & X & X \end{matrix}] \times [\begin{matrix} D P_{21} \\ D P_{22} \\ D P_{23} \end{matrix}]

FR₃₁：能伸展至待清扫区域

FR₃₂：能确保机器人姿态的稳定性

FR₃₃：能进行清扫作业

DP₃₁：清扫臂

DP₃₂：对称放置

DP₃₃：清扫机构

[\begin{matrix} F R_{31} \\ F R_{32} \\ F R_{33} \end{matrix}] = [\begin{matrix} X & 0 & 0 \\ 0 & X & 0 \\ X & 0 & X \end{matrix}] \times [\begin{matrix} D P_{31} \\ D P_{32} \\ D P_{33} \end{matrix}]

FR₄₁：能自主运行

FR₄₂：能识别场景信息

DP₄₁：运动控制处理器

DP₄₂：图像识别处理器

[\begin{matrix} F R_{41} \\ F R_{42} \end{matrix}] = [\begin{matrix} X & 0 \\ 0 & X \end{matrix}] \times [\begin{matrix} D P_{41} \\ D P_{42} \end{matrix}]

FR₅₁：控制机器人姿态稳定安全

FR₅₂：断电保护

DP₅₁：安全控制系统

DP₅₂：电机自锁机构

[\begin{matrix} F R_{51} \\ F R_{52} \end{matrix}] = [\begin{matrix} X & 0 \\ 0 & X \end{matrix}] \times [\begin{matrix} D P_{51} \\ D P_{52} \end{matrix}]

FR₆₁：能持续供电

FR₆₂：能转换不同的电压

DP₆₁：不间断供电设备

DP₆₂：稳压设备

[\begin{matrix} F R_{61} \\ F R_{62} \end{matrix}] = [\begin{matrix} X & 0 \\ 0 & X \end{matrix}] \times [\begin{matrix} D P_{61} \\ D P_{62} \end{matrix}]