三角形磁吸附履帶爬壁機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、爬壁機(jī)器人是指能夠在垂直壁面進(jìn)行運(yùn)動代替人工進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人，在極限工作環(huán)境下有著廣泛的應(yīng)用。本文針對傳統(tǒng)爬壁機(jī)器人越障性能和壁面過渡性能較差的特點，設(shè)計了一種新型爬壁機(jī)器人，將三角形履帶輪應(yīng)用到爬壁機(jī)器人上，并展開了分析研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　首先，對爬壁機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。通過綜合比較各類型機(jī)器人優(yōu)缺點，確定了機(jī)器人永磁吸附、三角形履帶輪組行走、電機(jī)驅(qū)動的方案，并對吸附結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)和驅(qū)動結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，

2、鑒于永磁鐵無法調(diào)節(jié)磁吸附力大小的缺點，設(shè)計了磁力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實際工作表面狀況，調(diào)節(jié)磁吸附力大小。
　　其次，為避免機(jī)器人在工作面發(fā)生脫落、滑移的危險，從靜止和運(yùn)動兩個方面，對機(jī)器人向上前進(jìn)、向下爬行、轉(zhuǎn)向和壁面過渡四種工作狀態(tài)進(jìn)行了力學(xué)分析，建立了力學(xué)模型，確定了最小磁吸附力和電機(jī)輸出力矩大小。
　　然后，分別討論了機(jī)器人爬行和翻轉(zhuǎn)兩種越障形式，分析了兩種越障形式下，最大越障高度，重點對翻轉(zhuǎn)越障過程進(jìn)行了詳細(xì)討論。根據(jù)

3、達(dá)朗貝爾原理，建立了越障動力學(xué)模型，推導(dǎo)出極限狀態(tài)下平衡狀態(tài)方程，對越障過程中電機(jī)最小輸出力矩影響因素進(jìn)行了討論，應(yīng)用MATLAB軟件對機(jī)器人尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)降低了越障過程中機(jī)器人本體質(zhì)心豎直方向高度，減小了電機(jī)輸出力矩，提高了機(jī)器人越障穩(wěn)定性。
　　最后，應(yīng)用ADAMS軟件建立了機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型，對直線前進(jìn)、轉(zhuǎn)向以及越障三種工作狀況進(jìn)行了仿真，對仿真結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行了對比。應(yīng)用Workbench軟件對機(jī)器人關(guān)