（1）了解现代城市供热系统和运行管理；

（2）熟悉管道机器人的工作原理和组成；

（3）熟悉嵌入式系统的开发和应用；

（4）完成管道机器人控制系统的硬件设计；

（5）完成管道机器人控制系统的软件设计；

（6）完成管道机器人系统的集成与调试。

本课题采用的研究手段有：

（1）查找资料，关注有关研究课题的期刊论文，实时了解最新的研究现状，理解论文思想，拓宽自己的思维。

（2）实验研究，对于管道机器人来说，光有理论不够，所以需要实验仿真，运行与调试，记录参数，了解机器人的实际运动状况。

本文分为6章来对本课题进行阐述，论文结构如图1.2所示：

  论文结构

2  系统总体设计

2.1  管道机器人特点及设计需求分析

管道机器人在管道中主要是检测管道、焊接喷涂、清理疏通，所以针对这些，现代的管道机器人需具备以下特点：

（1）管道适应性。一般管道机器人的成本比较高，所以要求机器人的结构跟尺寸能适合，能尽量适合更多的管道，以降低重复制造费用。

（2）智能化程度高。在管道中处理问题时，遇到突发事情比较多，这就要求机器人具有高度的自我判断能力，遇到情况能够采取措施。

（3）运行可靠性。机器人需要及时向管理人员反馈管道的情况，这就要求管道机器人通讯硬件软件必须得有很高的可靠性，不然机器人就成了脱缰的野马了。

（4）功能模块化。对于不同管道，也许需要机器人完成不同的任务，模块之间相互独立的话，改动功能时只需动相应模块，各模块之间又相互耦合，这样适应不同的功能。

本文是针对供热管道机器人的控制系统设计。所以系统在设计上必须遵循实用性、经济性、通用性还有稳定性。为了实现这些要求，所设计的控制系统应当满足一下需求：

（1）实用性。要求机器人返回的数据能够尽量精确，操作者也能根据返回的数据，及时进行参数的调整。

（2）经济性。实现模块功能最大化，避免用多余的硬件设备，既节约又能使设备简洁。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

（3）通用性。要求我们上面说的功能模块化，模块之间相互独立，增减功能方便，且各个模块之间又耦合，实现各种不同的功能，适应不同的环境。

（4）稳定性。要求机器人有自我判断决策跟自我平衡能力。

2.2  总体设计

管道机器人设计可分为两个大部分，一个是机械组成，一个是控制系统。