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1 开题依据 3
1.1课题介绍 3
1.2 全球市场形势3
1.3 国内市场特点3
2 文献综述4
2.1 国外研究动态5
2.2 国内研究动态6
3 方案论证8
3.1候选方案 8
3.1..1履带式爬行机器人9
3.1.2四足爬行机器人9
3.1.3轮式爬行机器人9
3.2 设计方案的确定10
4 毕业设计内容10
4.1机器人行走系统结构与设计10
4.2吸附机构方案设计10
4.3行走机构方案设计11
5工作进度安排12
6 参考文献12
1.开题依据
1.1课题介绍
进入21 世纪以来，机器人在各行各业中都得到了广泛的应用和发展，其研究与应用水平已成为一个国家经济实力和科技发展水平的重要标志。爬壁机器人是特种机器人的一种，是在恶劣、危险、极限等情况下进行特定作业的一种自动化机械装置，如今越来越受到人们的重视。为使其尽快完善，对壁面移动机器人的研究已成为机器人技术发展的热点之一。目前爬壁机器人已在核工业、石化工业、建筑工业、消防部门、造船业等领域得到了应用。7201
随着科技的不断进步, 人类对工作环境的改造愈来愈完善, 开发出具有智能化的机器人以取代人在危险恶劣环境下难以完成的工作, 一直是科研工作者努力解决的课题之一。在石化企业, 诸多的石油、储水罐需定期喷砂除锈、喷漆, 因而提高石油储罐涂层厚度测量的精确性及可靠性是石化企业急待解决的关键问题之一。目前大多数石油储罐的喷砂除锈、喷漆工作, 大都是先搭脚手架, 由测量人员站在脚手架上手持测量仪器进行随机测量, 不仅测量的精度较低, 且难以全面掌握涂层厚度。为此, 本文进行了磁吸附检测爬壁机器人的研制。该机器人能按照测量人员的要求自动在罐壁四周进行遥控检测, 具有自动校准垂直检测手, 能实现对测头的自动校准, 保证测头与被测罐面的垂直关系。另外, 爬壁机器人工作在较高的罐壁上时, 操作者无法观察到显示数据, 因而必须进行测量信号的传输, 通过开发的单片机系统与测厚仪的串行通讯最终解决了这一问题, 使操作者可以随时观察到检测结果, 并可进行存储、打印等操作。
磁吸附爬壁机器人是根据对石化工业中大量大容积金属储罐定期进行除锈、喷漆防腐作业这一目标而研制的。据了解，仅大庆油田就有几千只大型储罐（一般尺寸为直径15～20米，高15～25米），每年还要新建上百座。这些储罐长期工作在野外，必须定期实施防腐作业。而目前的作业方式仍在沿用传统的人工作业，即先搭脚手架，然后由操作人员在恶劣的野处环境下与储罐直接接触进行作业。其内壁的作业就更为困难。如采用爬壁机器人作业，可完全不用脚手架、同时节省人工、提高工效。因此，此项目的研制成功具有重要的经济意义和社会效益，并有着广阔的应用前景。采用了磁吸附，满足了机器人吸附、负重、作业的多功能要求（机器人可负重物40～60km）。机器人还采用了抗倾覆机构，使爬行稳定、可靠，并能安全跨越5~10mm的搭接焊缝，且具有二文喷砂、喷漆功能，成功地实现了大型储罐内、外壁的防腐作业。还比如大型高楼大厦的外表清洗等等，都可以采用爬壁机器人来进行作业，应用前景广泛
3.方案论证
爬壁机器人的移动方式主要分为履带式、车轮式和多足步行式等3种，它们各有优缺点。
3.1 候选方案
3.1.1 履带式磁吸附爬行机器人
如图3.1所示机器人有双履带，由电机驱动两个无轨道履带，推动机器人，着地面积大，承载能力大，移动速度快，壁面适应能力强。