壁面清洗機器人的運動控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、機器人是傳統(tǒng)的機構(gòu)學(xué)與現(xiàn)代電子自動化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是計算機科學(xué)、控制論、機械學(xué)、電子技術(shù)等多學(xué)科綜合性的高科技產(chǎn)物，是典型的機電一體化產(chǎn)品。它是一種仿人操作，可使用于各種復(fù)雜環(huán)境。機器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，不但可以部分取代人完成各種惡劣環(huán)境下的工作，而且將對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 壁面清洗機器人是極限作業(yè)機器人的一個分支，其目的是代替人類，在核工業(yè)、石化企業(yè)、建筑行業(yè)、消防部門、造船等領(lǐng)域中的危險狀態(tài)下作業(yè)，具有極其廣泛的用

2、途和很高的使用價值。自從二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)以來，受到人們的廣泛關(guān)注。本文所研究的壁面清洗機器人是用于對光滑的建筑壁面進(jìn)行清洗的爬行機器人，具有一定實用價值和應(yīng)用前景。 本文首先介紹了國內(nèi)外壁面清洗機器人研究現(xiàn)狀，闡明了本課題研究的目的、意義。針對壁面作業(yè)的特殊情況，提出了一種真空式吸附、框架結(jié)構(gòu)的壁面清洗機器人系統(tǒng)。該機器人采用真空發(fā)生器產(chǎn)生真空吸附力，由地面空壓機產(chǎn)生高壓空氣推動機器人本體上的氣缸實現(xiàn)機器人的平面運動以及腿部

3、的伸縮運動。機器人本體上裝有清洗裝置，它可以對機器人經(jīng)過的路徑進(jìn)行清洗。該機器人具有自動和手動兩種操作方式，操作簡單方便，工作效率高?？梢园讶藦奈ｋU的高空極限作業(yè)中解脫出來。 壁面清洗機器人的安全吸附和靈活移動是保證高效率清洗的前提條件。為此本文重點進(jìn)行了機器人的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計和氣路設(shè)計，提出了可以相對轉(zhuǎn)動和平動的上下兩層的框架結(jié)構(gòu)，解決了靈活移動問題；為了保證可靠吸附，支撐上下框架的腿部安裝有真空吸盤，吸盤內(nèi)部裝有壓力傳感器，當(dāng)