杜 云,隋 博,孟凡華,閆亞男,田國樽
(1.河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院,河北石家莊 050018;2.大連九信生物化工科技有限公司,遼寧大連 116000)
自動(dòng)避障三輪管道機(jī)器人設(shè)計(jì)
杜 云1,隋 博2,孟凡華1,閆亞男1,田國樽1
(1.河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院,河北石家莊 050018;2.大連九信生物化工科技有限公司,遼寧大連 116000)
管道機(jī)器人作為一種有效的探測(cè)設(shè)備,可以深入人類無法到達(dá)的狹小空間內(nèi)執(zhí)行勘查任務(wù)。輪式機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動(dòng)連續(xù)平穩(wěn)、速度快、可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn),因此開發(fā)了基于STC系列單片機(jī)的三輪輪式結(jié)構(gòu)管道機(jī)器人。應(yīng)用紅外傳感器電路實(shí)現(xiàn)有效避障功能;加入角度傳感器模塊,確保機(jī)器人可以在管道最底端平穩(wěn)行進(jìn); 采用脈寬調(diào)制技術(shù)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī),通過改變占空比來控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的輪式管道機(jī)器人實(shí)物具有體積小、可裁剪性強(qiáng)、便捷等特點(diǎn),能夠完成管道內(nèi)探測(cè)、數(shù)據(jù)收集等功能。
管道機(jī)器人;三輪輪式結(jié)構(gòu);STC單片機(jī); 紅外傳感器;角度傳感器; 脈寬調(diào)制
20世紀(jì)70年代以來,石油、化工、天然氣及核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,管道作為流體的主要輸送設(shè)施,因其便捷性、經(jīng)濟(jì)性而得到了廣泛的應(yīng)用。但是隨著使用年限的增加,管道不可避免地出現(xiàn)老化、裂縫、腐蝕或者受到外來施工的破壞,如果不及時(shí)處理,一旦發(fā)生事故不但會(huì)帶來巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)環(huán)境也會(huì)造成嚴(yán)重的污染。在山東省青島市“11·22”事件中,中石化東黃輸油管道泄漏導(dǎo)致爆炸,共造成62人遇難、136人受傷、直接經(jīng)濟(jì)損失7.5億元,因此定期對(duì)管道進(jìn)行勘查和維護(hù)就顯得非常必要。傳統(tǒng)的管道檢測(cè)方法有全面挖掘法、隨機(jī)抽樣法等,這些方法均存在工程量大、準(zhǔn)確率低等缺點(diǎn),為解決這一實(shí)際問題,管道機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。管道機(jī)器人作為一種有效的探測(cè)設(shè)備,可以深入到人類無法到達(dá)的狹小空間內(nèi)執(zhí)行勘查任務(wù)[1]。
根據(jù)運(yùn)動(dòng)機(jī)理和驅(qū)動(dòng)方式的不同,管道機(jī)器人可以分為蠕動(dòng)式、蛇行式、足式、履帶式和輪式5種主要方式。其中輪式管道機(jī)器人比蠕動(dòng)式具有更高的靈活性與驅(qū)動(dòng)性,比履帶式具有更好的自主性與動(dòng)力性,并且輪式運(yùn)動(dòng)方式對(duì)管道環(huán)境具有更好的適應(yīng)性,更易于設(shè)計(jì)和開發(fā)。因此,研制的管道機(jī)器人采用輪式行走方式。
實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)自定心行走是輪式管道機(jī)器人基本的運(yùn)動(dòng)特征,這就要求機(jī)器人的結(jié)構(gòu)是空間對(duì)稱的。機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的空間分布原則是:各行走機(jī)構(gòu)在軸向空間呈等間隔分布,并且繞機(jī)器人中心軸線旋轉(zhuǎn)一定角度后,能相互重合,形成空間對(duì)稱結(jié)構(gòu),但是輪子數(shù)目不同會(huì)有不同支撐度。
支撐度是指機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)在管道內(nèi)壁上形成獨(dú)立有效的支撐作用數(shù)量。按照空間分布原則,輪式管道機(jī)器人至少需要有3組可控平行行走機(jī)構(gòu),每組行走機(jī)構(gòu)具有前后2個(gè)支撐度,這樣機(jī)器人就具備了管道內(nèi)自定心行走的必要條件,因此,機(jī)器人的必要支撐度是6。行走機(jī)構(gòu)的組數(shù)必須要保證機(jī)器人的支撐度不小于必要支撐度。
如果行走機(jī)構(gòu)組數(shù)超過3組,則機(jī)器人的支撐度將超過6,這將形成支撐度冗余。從理論上來說,機(jī)器人的支撐度增加后,行走機(jī)構(gòu)在管道內(nèi)壁上獨(dú)立有效的支撐作用總量也會(huì)增加,這有利于增強(qiáng)機(jī)器人在管道內(nèi)的支撐能力,提高機(jī)器人在管道內(nèi)行走的姿態(tài)穩(wěn)定性。如果有效利用每個(gè)支撐度,使每個(gè)支撐度都具備驅(qū)動(dòng)能力,雖然可以增強(qiáng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)能力和牽引能力,但支撐度的增加同時(shí)也會(huì)帶來很多問題。綜上所述,三輪機(jī)器人更具優(yōu)勢(shì)[2]。
因此設(shè)計(jì)的管道機(jī)器人采用三輪結(jié)構(gòu),由車體、2個(gè)同軸的驅(qū)動(dòng)輪和1個(gè)從動(dòng)輪組成。2個(gè)驅(qū)動(dòng)輪分別由2個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng),從動(dòng)輪使用萬向輪僅在運(yùn)動(dòng)過程中起支撐作用[3]。
輪式管道機(jī)器人采用相對(duì)穩(wěn)定的圓形為底盤車架,電機(jī)安裝在后輪的底盤內(nèi)側(cè),紅外傳感器分布在車體前方左、中、右3個(gè)方向,電源系統(tǒng)安裝在車身上后半部分,而主控電路板則安裝在車身上的前半部分,并同時(shí)裝載有里程和角度傳感器。輪式機(jī)器人載體作為機(jī)器人賴以支撐和移動(dòng)的部分,是硬件當(dāng)中最為重要的部分。車體選用5 mm厚亞克力板雕刻而成,從上向下看,是一個(gè)直徑為18 cm的圓。在車體頂部設(shè)置有亞克力防刮板,用以有效地保護(hù)控制電路。防刮板的設(shè)置參考了車體的尺寸,將驅(qū)動(dòng)模塊避開,使用手鋸制作而成。CCD攝像機(jī)可安裝在防刮板上方,設(shè)計(jì)的管道機(jī)器人實(shí)物圖如圖1所示[4]。
管道機(jī)器人車體長度150 mm,主動(dòng)輪高45 mm,從動(dòng)輪高31 mm。根據(jù)車體數(shù)據(jù),考慮輪式管道機(jī)器人需要在管道內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),可得管道機(jī)器人通過管道的最小尺寸半徑為117.79 mm,示意圖如圖2所示。只有直徑大于325 mm的管道,此機(jī)器人方能正常工作。

圖1 輪式管道機(jī)器人實(shí)物圖Fig.1 Physical wheeled pipeline robot

圖2 最小管道示意圖Fig.2 Schematic diagram of minimum pipeline

圖3 總體設(shè)計(jì)方案框圖Fig.3 Overall design scheme
2.1控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
該三輪管道機(jī)器人控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖3所示,硬件以單片機(jī)為核心,包括紅外避障傳感器電路、角度傳感器電路、里程檢測(cè)電路、攝像機(jī)數(shù)據(jù)采集電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、報(bào)警電路和存儲(chǔ)電路等組成。系統(tǒng)采用集中控制方式,控制器負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制決策,接收傳感器采集的信號(hào),對(duì)輸出的脈沖寬度調(diào)制波的占空比進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,進(jìn)而控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。使用CCD攝像頭記錄管道內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù),存儲(chǔ)于SD卡中進(jìn)行記錄,待車體返回后,數(shù)據(jù)可上傳至上位機(jī)進(jìn)行管道是否泄漏的分析。STC系列單片機(jī)是單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī),支持串口燒寫,加密性強(qiáng),抗干擾能力強(qiáng),溫度范圍寬,功耗低,使用范圍廣。通過對(duì)比STC89S52,STC12C5410AD和STC12C5A60S2單片機(jī)的功能和特點(diǎn),選擇STC12C5A60S2單片機(jī)作為本系統(tǒng)的控制核心。該單片機(jī)為雙列直插式40引腳單片機(jī),具有A/D轉(zhuǎn)換功能,可滿足2個(gè)驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)控制的要求,36個(gè)I/O接口便于日后的功能擴(kuò)展,雙串口,2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,存儲(chǔ)容量大,能為更精細(xì)地程序編寫提供方便。
2.2系統(tǒng)主要模塊原理及電路
2.2.1 紅外避障傳感器電路設(shè)計(jì)
避障傳感器在超聲波傳感器和紅外傳感器中選擇。超聲波傳感器中超聲波波長比一般聲波短,具有較好的方向性,傳播距離較遠(yuǎn),因此通常利用超聲波的特性來完成距離的測(cè)量,其計(jì)算簡單,能夠做到實(shí)時(shí)控制,可以用來探測(cè)障礙物實(shí)現(xiàn)避障功能[5-6]。但是由于管道內(nèi)空間小,聲波在小空間不同方向里會(huì)進(jìn)行多次反射,左右前后的傳感器之間就會(huì)產(chǎn)生相互干擾,控制中心無法明確判斷哪個(gè)方位遇到了障礙物,會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作紊亂,而不能實(shí)現(xiàn)要求。
紅外傳感器的避障原理是利用紅外光遇到物體的反射性,當(dāng)傳感器檢測(cè)到信號(hào)的變化就可以判斷前方是否存在障礙物,并將信號(hào)送給單片機(jī),單片機(jī)通過內(nèi)部的軟件和程序來控制小車的轉(zhuǎn)動(dòng),從而成功地避開前方的障礙物[7]。
根據(jù)上述兩種方案的比較和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件,選用紅外傳感器E18-D80NK-Y型作為避障傳感器。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多場合。
系統(tǒng)前方設(shè)置3個(gè)紅外傳感器模塊,用以檢測(cè)前方及左右是否有障礙物;另設(shè)置2個(gè)紅外傳感器模塊,檢測(cè)前方是否有斷裂帶或者阻擋車體前進(jìn)的障礙物,以防止車體摔落或撞壞,還可做3個(gè)紅外傳感器的冗余設(shè)計(jì)。

圖4 紅外避障傳感器電路圖Fig.4 Infrared obstacle avoidance sensor circuit diagram

圖5 紅外模塊與單片機(jī)接線圖Fig.5 Wiring diagram of infrared module and single-chip computer
紅外避障傳感器電路如圖4所示,其與控制芯片連接電路見圖5。紅外傳感器使用紅外接收頭和發(fā)射管配合。由外接電源提供電壓信號(hào),施加在紅外發(fā)射管兩端,紅外線通過紅外發(fā)光二極管(LED)以38 Hz頻率發(fā)射出去。紅外線接收頭接收反射光,經(jīng)三極管放大,轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后送到LM339的內(nèi)部運(yùn)放,然后由內(nèi)部的比較器轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出[8]。5路紅外傳感器分別接到單片機(jī)P1.3—P1.7口上。
2.2.2 角度傳感器電路
管道機(jī)器人應(yīng)保持運(yùn)行在管道的最底端,否則就會(huì)有側(cè)翻的危險(xiǎn)。通過角度傳感器檢測(cè)管道機(jī)器人的傾斜角度,設(shè)定極限、次極限,及時(shí)改變兩輪的占空比。當(dāng)傾斜角度超過次極限后,一個(gè)輪子轉(zhuǎn)一個(gè)不轉(zhuǎn),使機(jī)器人迅速回到管道最底部;當(dāng)超過極限時(shí),兩輪不轉(zhuǎn),意味著機(jī)器人翻車,開始報(bào)警,并記錄翻車處的里程。選用的ADXL335是美國模擬器件公司(ADI)推出的一款完整的三軸加速度計(jì),有尺寸小和低功耗的優(yōu)點(diǎn),滿量程加速度測(cè)量范圍為±3g(最小值)。它可以測(cè)量傾斜,檢測(cè)應(yīng)用中的靜態(tài)重力加速度,以及沖擊、振動(dòng)或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。X軸、Y軸、Z軸的坐標(biāo)值分別接入單片機(jī)P1.0,P1.1,P1.2引腳,運(yùn)用單片機(jī)內(nèi)部8位/10位ADC模塊(本模塊選用8位),將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào),供單片機(jī)識(shí)別。角度傳感器電路如圖6所示。

圖6 角度傳感器電路Fig.6 Angle sensor circuit
2.2.3 里程檢測(cè)電路
采用紅外光電門傳感器對(duì)行駛里程進(jìn)行測(cè)量,光電門傳感器具有穩(wěn)定、高效、易于安裝等優(yōu)點(diǎn)。在小車齒輪的邊緣安置一個(gè)碼盤,碼盤上設(shè)置光電門,在運(yùn)動(dòng)過程中,碼盤隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)光線通過碼盤時(shí),發(fā)射管發(fā)出的紅外光被齒尖擋住,接收管不能接收到光,輸出高電平;當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)通過齒槽時(shí),發(fā)射管接收到信號(hào),傳感器輸出低電平。于是輸出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào),可以通過對(duì)脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù),對(duì)里程進(jìn)行測(cè)量。
由于使用的是自制6線的碼盤,車輪直徑為6.5 cm,可以計(jì)算出該碼盤能檢測(cè)到的最小精度為3.14×6.5 cm/6=3.40 cm=34 mm。對(duì)于小型管道機(jī)器人來說,這個(gè)精度可以滿足要求。
2.2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
兩驅(qū)動(dòng)輪使用電機(jī)驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般可以用伺服電機(jī)、永磁直流電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)。伺服電機(jī)控制難度大,需要使用不間斷的脈沖控制[9]。步進(jìn)電機(jī)則體積龐大,一般為4線制控制。永磁直流電機(jī)控制簡單,性能也很出眾,直流電源比較容易實(shí)現(xiàn),價(jià)格便宜易于購買,占空比調(diào)速應(yīng)用廣泛,所以選擇永磁直流電機(jī)作為機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
使用配套減速齒輪可以更好地提升電機(jī)的驅(qū)動(dòng)性,雖然犧牲了速度,但可以換取更大程度的動(dòng)力。系統(tǒng)選取1∶120減速比的減速電機(jī),因?yàn)槠湟子诟鼡Q、易于控制并且價(jià)格便宜。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用脈寬調(diào)制技術(shù),通過單片機(jī)輸出PWM波,即通過調(diào)節(jié)高低電平所占的時(shí)間比也就是占空比來調(diào)節(jié)電壓的有效值,再通過功率放大電路,使得最終輸出的PWM波滿足負(fù)載所需的功率要求[10-11]。
機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)不但要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩質(zhì)量比、寬調(diào)速范圍、高可靠性,而且由于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性受電源功率的影響,也要求驅(qū)動(dòng)具有盡可能寬的高效率區(qū)[12]。選用L298N作為小車的驅(qū)動(dòng)芯片,L298N是SGS公司的產(chǎn)品,可驅(qū)動(dòng)46 V,2 A以下的電機(jī)。
系統(tǒng)使用的電機(jī)是線圈式的,在從運(yùn)行狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到停止?fàn)顟B(tài)和從順時(shí)針狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到逆時(shí)針狀態(tài)時(shí)會(huì)形成很大的反向電流,為了保護(hù)芯片的安全,在電路中加入二極管,在產(chǎn)生反向電流(或者說電動(dòng)勢(shì))的時(shí)候進(jìn)行泄流。
L298N內(nèi)包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路,可同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)兩相和1個(gè)四相步進(jìn)電機(jī),內(nèi)含2個(gè)H-Bridge 的全橋式驅(qū)動(dòng)器,可通過調(diào)節(jié)占空比來直接調(diào)節(jié)輸出電壓[13]。OUT1,OUT2 和OUT3,OUT4 之間分別接2 個(gè)直流電機(jī),電機(jī)的正反轉(zhuǎn)由IN1—IN4輸入控制電位來控制。將VSS端口連接驅(qū)動(dòng)模塊的電壓入口,而工作電壓則為通過7805降壓穩(wěn)壓芯片穩(wěn)定后的電壓,將驅(qū)動(dòng)模塊GND引腳接地。單片機(jī)P2.0與P2.1控制一個(gè)電機(jī),P2.2與P2.3控制另一個(gè)電機(jī)。D13為上電指示燈,D5—D8則為正反轉(zhuǎn)指示燈。驅(qū)動(dòng)模塊原理圖如圖7所示。

圖7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路Fig.7 Motors driving circuit
輪式管道機(jī)器人程序設(shè)計(jì)部分包括主程序、占空比子程序、避障子程序和控制子程序等組成。左右輪的占空比是隨著角度傳感器的改變和前方障礙物的有無而時(shí)刻變化的。
避障子程序以小車前方3個(gè)紅外避障傳感器的輸出信號(hào)為依據(jù),來決定小車下一步動(dòng)作[14-15]。紅外傳感器信號(hào)與小車動(dòng)作的真值表如表1所示。

表1 紅外傳感器信號(hào)與機(jī)器人動(dòng)作對(duì)照真值表Tab.1 Truth table of infrared sensors signal and the robot action

圖8 主程序流程圖Fig.8 Main program flowchart
系統(tǒng)的主程序流程圖如圖8所示。主程序中首先啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器,判斷小車當(dāng)前的位置,改變當(dāng)前左右輪的占空比。運(yùn)行過程中,不斷檢測(cè)機(jī)器人角度及前方是否有障礙物,改變兩輪轉(zhuǎn)速,并且不斷檢測(cè)機(jī)器人角度及前方是否有斷裂,若有則返回,并記錄事故發(fā)生的大致距離。
所設(shè)計(jì)的輪式管道機(jī)器人在直徑500 mm的管道中可以依靠所攜帶模塊,平穩(wěn)地行走于管道最底端。若人為設(shè)計(jì)異常,如機(jī)器人翻倒,則輪子不動(dòng),機(jī)器人所攜帶蜂鳴器模塊導(dǎo)通,產(chǎn)生報(bào)警信號(hào),以方便現(xiàn)場工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行尋找。所設(shè)計(jì)管道機(jī)器人有故障記錄功能,在單片機(jī)中單獨(dú)設(shè)定了4個(gè)字節(jié)為錯(cuò)誤碼儲(chǔ)存區(qū)域,運(yùn)行過程中若發(fā)生錯(cuò)誤,可以對(duì)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)間以及類別進(jìn)行記錄。運(yùn)行過程中,機(jī)器人遇到陡坡會(huì)自行趨避,具有一定預(yù)處理功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的三輪輪式管道機(jī)器人能夠適合管道內(nèi)較復(fù)雜的環(huán)境,完成預(yù)定作業(yè)。
經(jīng)過不斷實(shí)驗(yàn),對(duì)角度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,可以分析出機(jī)器人當(dāng)前所處狀態(tài)。角度傳感器當(dāng)前數(shù)據(jù)與機(jī)器人狀態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 角度傳感器當(dāng)前數(shù)據(jù)與機(jī)器人狀態(tài)對(duì)應(yīng)關(guān)系Tab.2 Corresponding relationship of angle sensor current data and robot state
設(shè)計(jì)的三輪輪式管道機(jī)器人經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)和改良,使用了紅外傳感器、角度傳感器、里程傳感器和CCD攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的檢測(cè),在實(shí)現(xiàn)對(duì)管道泄漏情況實(shí)時(shí)勘查并進(jìn)行攝像記錄的基礎(chǔ)上,還具有避障、始終保持運(yùn)行在管道最底部和翻車報(bào)警并記錄故障里程等優(yōu)點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該輪式管道機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定可靠,達(dá)到了預(yù)期效果。
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Design of three-wheeled pipeline robot with autonomous obstacle avoidance
DU Yun1, SUI Bo2, MENG Fanhua1, YAN Yanan1, TIAN Guozun1
(1.School of Electrical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018, China; 2.Dalian Join King Biochemical Technical Company Limited, Dalian Liaoning 116000, China)
As an effective detection equipment, pipeline robot can do detection work in the narrow place beyond human reach. Wheeled robot has advantages such as simple structure, continually stable movement, high speed and high reliability, so three-wheeled pipeline robot is designed based on STC series single-chip microcomputer. Infrared sensor is applied to implement effective obstacle avoidance function; angle sensor module ensures that the robot can move on the bottom of pipe smoothly; using pulse width modulation technology to drive DC motor, and the robot movement can be controlled by changing the duty ratios. With the features of small volume, convenience and being easily-clipped, the designed robot can complete the pipe detection, data collection and other functions.
pipeline robot; three-wheeled structure; STC single chip microcomputer; infrared sensor; angle sensor; pulse width modulation
2014-05-30;
2014-07-30;責(zé)任編輯:陳書欣
杜 云(1975-),女,河北邯鄲人,副教授,碩士,主要從事智能控制理論應(yīng)用及機(jī)器人方面的研究。
E-mail:yunny7503@163.com
1008-1542(2014)05-0447-07
10.7535/hbkd.2014yx05007
TP242.3
A
杜 云,隋 博,孟凡華,等.自動(dòng)避障三輪管道機(jī)器人設(shè)計(jì)[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2014,35(5):447-453.
DU Yun,SUI Bo,MENG Fanhua,et al.Design of three-wheeled pipeline robot with autonomous obstacle avoidance [J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2014,35(5):447-453.