文档介绍：摘要本文提出了一种绳索牵引式壁面攀爬机器人,该机器人采用一种无限程攀爬置于地面的远距离传动,也可以实现动力系统置于机器人本体上的近距离传动。首先,在对攀爬机器人系统进行适当的简化后,利用拉格朗日方程建立了机器人在爬升运动过程中的动力学模型,使用软件对该模型进行了仿真,然后,介绍了攀爬机器人在近距离传动方式下的原理样机设计,并以该样机为对象,重点研究了开放式控制系统平台的构建以及该平台下机器人点位运动和循迹运动控制方法的实现。机器人样机采用直流步进电机驱动,齿轮啮合方式传操作系统的嵌入式系统。完成了控制电路的设计,Ⅸ操作系统的移植、可加载的和定时器驱动程序模块的开发、机器人匀速运动特性的分析和运动控制最后,进行了机器人样机在壁面上的攀爬实验,并通过和点位运动及循迹运动的仿真结果进行对比,总结出了实验中直线或曲线循迹运动误差的由来和减小误差的方法。关键字:壁面攀爬机器人,斗,机构将电机驱动力转化为本体向上的攀爬力,利用这种机构既可以实现动力系统文中主要研究近距离传动方式下的壁面攀爬机器人。并结合仿真结果分析了机器人本体的动力学特性。动,旋转编码器进行位置反馈。控制系统平台采用基于⒖刂破骱透谻程序的编写。
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指导教师签名:立蟛学位论文作者签名:盔盎厶晗υ耯日钞序歹月日咖甓嘣逻等西北工业大学学位论文知识产权声明书学位论文原刨性声明本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北工业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编八有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容和致谢的地方外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果,不包含本人或其他己申请学位或其他用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人学位论文与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。
课题研究背景第一章绪论壁面攀爬机器人的分类及特点近年来,世界入口持续增长,人们的活动空间日显拥挤,一座座高层建筑也因此如雨后春笋般涌现【俊】。人们在惊叹现代建筑艺术、享受美好生活的同时也将面临由此而来的诸多难题,比如,高层建筑的建设、维护和消防安全等问题。高层建筑由于其独有的特点使得高空作业不但难度大、效率低,而且最主要的是危险性极高,目前最主要的高空作业方式是在防护工具的辅助下由人工完成。比如,目前高层建筑的幕墙安装、壁面检测、壁面喷涂和壁面清洗等作业主要是采用吊篮装置将作业人员送到作业点,然后由人工完成的方法。这些作业方法不但效率低、成本高,而且受天气和环境的影响比较大,高空气流的干扰极易造成吊篮的振荡从而威胁作业人员安全。工人高处跌落的事故每年都在不断发生。另一方面,拔地而起的高楼也造成了重大的消防隐患。目前,高楼消防的主要措施有:一是消防员利用楼梯赶往出事地点展开工作,但这种方式所费时间太长,而且也极大地威胁着消防员的安全;二是采用高射水枪和消防人梯等方式,然而,它们所能作用的高度比较有限,根本无法企及上百米的地方;最后是采用先进的直升机救援,可是这种方式不仅成本高,而且直升机也难以靠近建筑物,其作用也是非常有限的。因此,目前高层建筑的消防救援仍然是人类面临的一大难题。年欧⑸事件就明显地证明了这一点,人们面对头顶上几百米的地方所发生的灾难几乎是无能为力的。将人们从这些高危环境中解放出来不仅具有重大的社会意义,而且也可以带来可观的经济收益。因此,高空壁面作业机器人已经成为世界各地科学家争相研究的机器人能够在壁面上自由移动并且进行作业,必须具备三大功能,即吸附功能、移动功能和作业功能。除去作业功能的高空壁面作业机器人也可称为壁面攀爬机器人,它主要实现机器人的吸附和移动功能。现有壁面攀爬机器人主要是按吸附和移动功能来进行分类的例。所分类别及其优缺点和应用场合如表尽根据不同的吸附方式和移动方式可以组成多种不同功能和用途的壁面攀爬机器人。如负压吸附车轮式壁面攀