大型鋼架結(jié)構(gòu)用爬行機(jī)器人平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、爬壁機(jī)器人的研究始于上世紀(jì)六十年代，之后逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中取得了應(yīng)用?，F(xiàn)階段對(duì)于港口大型鋼架結(jié)構(gòu)，如:橋吊、塔吊、卸船機(jī)等的防腐涂裝、檢測(cè)維護(hù)都是通過(guò)人工搭腳手架的方式進(jìn)行作業(yè)，該方式擁有很多弊端:第一、工人施工環(huán)境危險(xiǎn);第二、維護(hù)成本很高;第三、施工質(zhì)量因人員技能的差異而參次不齊。
　　為了解決上述難題，實(shí)現(xiàn)港口大型鋼架結(jié)構(gòu)維護(hù)的低風(fēng)險(xiǎn)、低成本、高質(zhì)量的目標(biāo)，本文首先查閱了有關(guān)爬壁機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上擬開發(fā)出一種爬

2、行機(jī)器人平臺(tái)原理樣機(jī)，該原理樣機(jī)可攜帶必要的維護(hù)設(shè)備代替工人進(jìn)行施工。根據(jù)工作的環(huán)境，此爬行機(jī)器人平臺(tái)采用坐標(biāo)系式的行走方式、電磁鐵吸附的吸附方式。整個(gè)原理樣機(jī)的主運(yùn)動(dòng)與足部運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源均采用推桿電機(jī)。這樣可以做到結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡(jiǎn)單。其次，本文進(jìn)行了爬行機(jī)器人平臺(tái)的基體、行走機(jī)構(gòu)、吸附機(jī)構(gòu)、視屏監(jiān)視機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、防掉落機(jī)構(gòu)以及維護(hù)設(shè)備的選擇;通過(guò)調(diào)研實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出爬行機(jī)器人平臺(tái)應(yīng)該具備的負(fù)載能力，研究防腐漆層對(duì)電磁鐵吸力的影響;而且根據(jù)實(shí)際

3、情況對(duì)爬行機(jī)器人平臺(tái)的空間任意姿態(tài)進(jìn)行靜力平衡建模，并運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行理論仿真，得到了爬行機(jī)器人平臺(tái)不失穩(wěn)的最小電磁鐵吸力。選擇合適的電磁鐵并對(duì)其進(jìn)行負(fù)載實(shí)驗(yàn);利用ANSYS軟件進(jìn)行爬行機(jī)器人平臺(tái)關(guān)鍵零部件的靜力學(xué)分析，驗(yàn)證關(guān)鍵部件連接的可靠性;最后設(shè)計(jì)制作了基于OMRON CP1H PLC主控制器的控制系統(tǒng)。
　　經(jīng)過(guò)以上的研究、分析、設(shè)計(jì)之后，筆者試制了爬行機(jī)器人平臺(tái)原理樣機(jī)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，證明了該爬行機(jī)器人平臺(tái)方案是