爬壁清洗機(jī)器人及壁面適應(yīng)性研究.pdf

1、本文研究的爬壁清洗機(jī)器人是一種能夠在垂直壁面上移動(dòng)并完成清洗作業(yè)的服務(wù)機(jī)器人，該機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)高樓外墻清洗的自動(dòng)化，大大改善了工作環(huán)境、提高了清洗效率。 首先介紹了目前爬壁機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，闡明本課題的研究目的和意義。在參閱大量文獻(xiàn)、總結(jié)和借鑒現(xiàn)有清洗機(jī)器人的基礎(chǔ)上，提出并實(shí)現(xiàn)了一種采用雙吸盤(pán)負(fù)壓吸附式且自身無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置的高樓玻璃幕墻清洗機(jī)器人方案。 介紹了清洗機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了各部分的工作原理。在此基礎(chǔ)上闡述機(jī)器

2、人控制系統(tǒng)的主要問(wèn)題，并提出一種保證機(jī)器人穩(wěn)定工作的主從分布式控制方案。分別研究了樓頂安全保護(hù)系統(tǒng)、機(jī)器人本體系統(tǒng)、便攜控制箱三個(gè)分系統(tǒng)及它們之間采用無(wú)線通訊的控制方案。 在介紹該清洗機(jī)器人的基礎(chǔ)上，根據(jù)其帶有滑動(dòng)式吸盤(pán)的特點(diǎn)著重研究了該機(jī)器人的壁面適應(yīng)性。通過(guò)吸盤(pán)負(fù)壓吸附控制和機(jī)器人姿態(tài)調(diào)整兩個(gè)方面的研究，提高了機(jī)器人的壁面適應(yīng)能力。 研究了負(fù)壓吸附式爬壁機(jī)器人吸盤(pán)的理想密封系統(tǒng)模型，并采用流體網(wǎng)絡(luò)理論，將吸盤(pán)結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、分別等效為流阻、流容，建立了雙吸盤(pán)流體網(wǎng)絡(luò)模型。在該模型基礎(chǔ)上分析吸盤(pán)系統(tǒng)在不同情況下的負(fù)壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線，為吸盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及提高吸盤(pán)壁面適應(yīng)能力提供了理論依據(jù)。 從分析機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程入手，對(duì)調(diào)整機(jī)器人姿態(tài)的算法進(jìn)行了研究，并采用高精度的傾角傳感器作反饋，將其應(yīng)用到機(jī)器人的姿態(tài)控制中，從而提高了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制精度和工作效率。 最后介紹了該爬壁清洗機(jī)的實(shí)驗(yàn)情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)器人對(duì)壁面泄漏具有一定適應(yīng)能力，下滑清洗