鐵罐外壁爬行機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),鐵罐外壁爬行機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),鐵罐,外壁,爬行,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )開題報(bào)告 論 文 題 目： 鐵罐外壁爬行機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 、班 級(jí)： 機(jī)英 142 班 學(xué) 生 姓 名： 張瑩 指導(dǎo)教師（職稱）： 何榮國(guó) 2018 年 1 月 2 日填 1 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng) 工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題； 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。 四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通 過分析、研 究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相 關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1.開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2.開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過； 3.開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論 文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4.開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5.開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成 冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張 上，但封面需按統(tǒng)一格式打印）。 2 一、選題依據(jù) 1論文（設(shè)計(jì)）題目 鐵罐外壁爬行機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 研究領(lǐng)域 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 機(jī)械設(shè)計(jì) 3 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 壁面爬行機(jī)器人作為極限作業(yè)的一種特殊機(jī)器人，越來(lái)越受到人們的重視，原因 是使用爬壁機(jī)器人不僅可以代替人進(jìn)行危險(xiǎn)作業(yè)，而且可以把人們從惡劣的工作環(huán)境 中解脫出來(lái)。在核工業(yè)、石化行業(yè)以及造船業(yè)等領(lǐng)域的某些特殊作業(yè)環(huán)境中，存在著 一系列操作復(fù)雜、環(huán)境惡劣等嚴(yán)重限制人類作業(yè)的因素，因此，人們也更多地寄 希望 于爬壁機(jī)器人來(lái)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行視覺檢查、測(cè)厚及焊縫探傷、圓柱形大罐或球形罐的內(nèi)外 壁面進(jìn)行檢查或噴砂除銹、噴漆防腐、噴涂船艦體的內(nèi)、外壁等工作，從而達(dá)到完成 作業(yè)同時(shí)也保護(hù)人類自身安全的雙重目的 。 各石油化工企業(yè)都擁有大量的儲(chǔ)油、儲(chǔ)水罐，大部分直徑都在 20-50 m，甚至達(dá) 100 m 的超大儲(chǔ)罐， 高 10-20 m，為了延長(zhǎng)使用壽命，需要對(duì)這些儲(chǔ)罐進(jìn)行定期除銹 噴涂防腐工作，工作任務(wù)繁重。目前這些工作仍然以傳統(tǒng)的搭設(shè)腳手架作業(yè)方式為主， 但人工噴涂的質(zhì)量不易保證，涂料浪費(fèi)嚴(yán)重，另外儲(chǔ)罐內(nèi)可能殘存有害氣體，影響噴 涂工人的身體健康 。 為保護(hù)工人的身體健康，提高噴涂質(zhì)量，節(jié)約能源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等，本論文 的研究圍繞在石油、石化的大型儲(chǔ)罐上實(shí)施機(jī)器人作業(yè)這一目標(biāo)，開展壁面爬行機(jī)器 人平臺(tái)的研究，探索更加合適的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和運(yùn)行 效率，以便逐步實(shí)現(xiàn)替代人工作業(yè)的目的。 4目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 壁面爬行機(jī)器人（簡(jiǎn)稱爬壁機(jī)器人）是一種能夠在壁面爬行作業(yè)的特殊機(jī)器人， 它集機(jī)構(gòu)學(xué)、傳感技術(shù)、控制和信息技術(shù)等為一體，可以代替人進(jìn)行危險(xiǎn)作業(yè)。近幾 十年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步爬壁機(jī)器人的研究已經(jīng)取得了巨 大進(jìn)步，在各個(gè)行業(yè)中 也得到了越來(lái)越廣泛的使用 。 2002 年，日本的三菱重工集團(tuán)研發(fā)出一種輪式永磁吸附爬壁作業(yè)機(jī)器人。該機(jī) 器人具有多種用途，可以攜帶噴槍、刷子和攝像頭等完成噴涂、清洗和檢測(cè)工作。噴 涂機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)器人的尾部，由夾持器和噴槍組成，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑就是噴涂軌跡， 爬壁機(jī)器人直線行走形成一字形噴涂軌跡 。 1998 年，哈工大研制成功了一種爬壁噴涂機(jī)器人，采用永磁吸附、履帶驅(qū)動(dòng)方 式，它是專門為石油化工行業(yè)的大型儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的，移動(dòng)速度 2-8 m/min，負(fù)重大 于 30kg， 3 攜帶噴涂工具可完成罐壁噴砂除銹、噴涂 防腐、測(cè)厚等工作 。 2006 年，山東科技大學(xué)機(jī)器人研究中心，針對(duì)大型儲(chǔ)罐的除銹噴涂設(shè)計(jì)出一種新 型油罐噴砂 /噴涂設(shè)備。該設(shè)備安裝有與油罐輪廓線相似的對(duì)稱布置的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上 對(duì)稱布置兩個(gè)機(jī)器人，其機(jī)械手具有俯仰、伸縮和噴槍劃圓功能，作業(yè)時(shí)，導(dǎo)軌帶動(dòng) 兩個(gè)噴涂機(jī)器人沿油罐周向運(yùn)動(dòng)，半圈后，由鋼絲繩牽引軸向上升 150-200mm，再反 向周向噴涂，如此反復(fù)動(dòng)作完成油罐的壁面涂裝作業(yè)，形成螺旋線周向軌跡，涂層質(zhì) 量較好 。 2011 年，山東科技大學(xué)機(jī)器人研究中心針對(duì)船舶造修業(yè)的除銹噴涂作業(yè)研究出另 外一種噴涂機(jī)器人。它有移動(dòng)底座 、水平移動(dòng)導(dǎo)軌、豎直移動(dòng)導(dǎo)軌、柱坐標(biāo)移動(dòng)裝置 及噴槍機(jī)構(gòu)組成，可以實(shí)現(xiàn)船艙內(nèi)各個(gè)平面和曲面的噴涂作業(yè)。移動(dòng)機(jī)器人到達(dá)指定 位置，噴槍一方面繞自身旋轉(zhuǎn)畫圓，另一方面沿水平導(dǎo)軌移動(dòng)，形成螺旋線直線噴槍 軌跡，涂層質(zhì)量較均勻 。 4 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題 (1)鐵罐外壁爬行機(jī)的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 根據(jù)機(jī)爬行機(jī)的工作需求確定高效的工作方式， 工作原理 并選擇和設(shè)計(jì)合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)及計(jì)算爬行機(jī)的工作 特性，控制參數(shù)，最終得出設(shè)計(jì)結(jié)果。 (2)分析 鐵 罐外壁爬行機(jī)運(yùn)動(dòng)方式 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） (1)查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì)； (2)利用 現(xiàn)有的研究成果及理論知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新 ， 做出 總體方案設(shè)計(jì)； (3)設(shè)計(jì)計(jì)算 爬行機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式 ，確定各個(gè) 機(jī)械 元件的型號(hào)尺寸； (4)進(jìn)行 爬行機(jī) 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 通過學(xué)習(xí)及查閱有關(guān)資料掌握 鐵罐外壁爬行機(jī) 的工作原理以及其機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) , 了解現(xiàn)在 鐵罐爬壁機(jī) 的發(fā)展趨勢(shì)、相關(guān)技術(shù)的對(duì)比及市場(chǎng)前景。通過自主設(shè)計(jì)并選擇 最合理的方案設(shè)計(jì)能夠得到以下結(jié)果： (1)鐵罐外壁爬行機(jī) 工作原理及總體方案設(shè)計(jì)； (2)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（裝配圖、零件圖） (3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書； (4)鐵罐外壁爬行機(jī) 相關(guān)的一篇外文翻譯（ 2000 字以上）。 5 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 設(shè)計(jì)參數(shù)：爬壁機(jī)外形尺寸大約為 600mm800mm600mm，自重 1030kg，負(fù) 載重量 1020kg，爬行速度為 80200mm/s，清洗速度為 23m2/min。 技術(shù)路線： a.查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì)； b.制定出 鐵罐外壁爬行機(jī) 的總體方案設(shè)計(jì)； c.對(duì) 鐵罐外壁爬行機(jī)仿真 方案的具體部分進(jìn)行理論計(jì)算； d.進(jìn)行 鐵罐外壁爬行機(jī) 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ; e.利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)方案進(jìn)行校核。 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第一周至第 三 周：審題、查找資料、寫出文獻(xiàn)綜述。 第 四 周：開題報(bào)告。 第 五 周至第 六 周：完成系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。 第 七 周 至第八周 ：完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)草圖，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算。 第 九 周至第十周：對(duì) 鐵罐外壁爬行機(jī) 的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)、完善。 第十一周至第十二周： 完成所有的裝配圖和零件圖。 第十三周：總體完善，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，完善畢業(yè) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 第十 四 周：制作 PPT，打印相關(guān)文件 ， 準(zhǔn)備答辯 。 6 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) 1黃金鳳 ,張陽(yáng) ,于江濤 .罐體爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) J.機(jī)械工程與自動(dòng) 化 ,2017(02):168-170. 2周依霖 ,張華 ,葉艷輝 ,王帥 ,范宇 .永磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人轉(zhuǎn)向動(dòng)力特性分析 J.機(jī)械設(shè)計(jì) ,2017,34(02):56-61. 3姚秋平 ,柯文德 ,武春英 .永磁式油罐爬壁機(jī)器人研制 J.廣東石油化工學(xué)院學(xué) 報(bào) ,2016,26(06):40-43. 4程楠 . 具 有壁面過渡能力的磁吸附爬壁機(jī)器人系統(tǒng)研究 D.中國(guó)計(jì)量大 學(xué) ,2016. 5張沖沖 ,閆德峰 ,劉超冉 ,劉繁 ,龔亮 .履帶式磁動(dòng)力爬壁機(jī)器人本體設(shè)計(jì) J.機(jī)電 信息 ,2016(09):111-112. 6汪興潮 . 船舶除銹爬壁機(jī)器人技術(shù)研究 D.華南理工大學(xué) ,2016. 7滕迪 . 負(fù)壓爬壁機(jī)器人及其控制技術(shù)研究 D.北京理工大學(xué) ,2016. 8王偉方 ,唐曉強(qiáng) ,邵珠峰 .八索立式儲(chǔ)罐并聯(lián)機(jī)器人設(shè)計(jì)及性能優(yōu)化 J.機(jī)械工程 學(xué)報(bào) ,2016,52(09):1-8. 9黃忠 ,劉泉 ,王茂 .新型爬壁機(jī)器 人設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)特性分析 J.煤礦機(jī) 械 ,2015,36(12):20-23. 10閆久江 ,趙西振 ,左干 ,李紅軍 .爬壁機(jī)器人研究現(xiàn)狀與技術(shù)應(yīng)用分析 J.機(jī)械研 究與應(yīng)用 ,2015,28(03):52-54+58. 11孫玲 . 除銹爬壁機(jī)器人壁面行走控制技術(shù)研究 D.大連海事大學(xué) ,2015. 12周新建 ,劉祥勇 .大型油罐爬壁機(jī)器人吸附結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) J.機(jī)械設(shè)計(jì)與制 造 ,2014(09):181-184. 13任健 ,杜堅(jiān) ,張超 ,陳酉江 .一種儲(chǔ)油罐內(nèi)壁清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì) J.信息通 信 ,2014(06):49-50. 14何富君 ,李浩 ,常忠偉 ,張瑞杰 .儲(chǔ)罐爬壁噴涂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 J.機(jī)械設(shè)計(jì)與 制造 ,2014(06):210-212+216. 15何富君 ,李浩 ,張瑞杰 ,張靈聰 .儲(chǔ)罐爬壁機(jī)器人的噴漆機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及 ADAMS 仿真 J.制造業(yè)自動(dòng)化 ,2013,35(21):107-110. 16李浩 . 儲(chǔ)罐爬壁機(jī)器人的噴涂機(jī)構(gòu)研究 D.東北石油大學(xué) ,2013. 17Rodrigo Valrio Espinoza,Andr Schneider de Oliveira,Lcia Valria Ramos de Arruda,Flvio Neves Junior. Navigation s Stabilization System of a Magnetic Adherence-Based Climbing RobotJ. Journal of Intelligent Robotic Systems,2015,78(1). 18Chenfei Yan,Zhenguo Sun,Wenzeng Zhang,Qiang Chen. Design of novel multidirectional magnetized permanent magnetic adsorption device for wall-climbing robotsJ. International Journal of Precision Engineering and 7 Manufacturing,2016,17(7). 8 附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告 一、 引言 鐵罐外壁爬行機(jī)有著很大的發(fā)展前景 ,國(guó)內(nèi)外也有不少組織進(jìn)行研究。爬 壁機(jī)器 人作為移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)重要組成部分，由于豎直壁面爬行時(shí)，機(jī)器人受重力作用 需可靠的吸附力保證機(jī)器人的安全吸附，這使得機(jī)器人的壁面運(yùn)動(dòng)能力有所降低，尤 其是機(jī)器人的壁面過渡問題成為爬壁機(jī)器人完成大型豎直壁面檢測(cè)任務(wù) 的一大難 題。現(xiàn)如今有很多爬壁機(jī)的研究成果：將移動(dòng)機(jī)構(gòu) ( 車輪、履帶、腿等 ) 與將它吸附 在壁面上的吸附機(jī)構(gòu) ( 磁鐵、吸盤等，根據(jù)使用環(huán)境選擇 ) 組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它將地 面移動(dòng)技術(shù)拓展到垂直空間上，充實(shí)了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。 二、 課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 文獻(xiàn) 611做的是船舶除銹爬壁機(jī)器人，除銹爬壁機(jī)器 人集高壓水、真空回收、 氣源、電氣信號(hào)等為一體，通過防護(hù)吊墜保障機(jī)器人爬壁作業(yè)。 機(jī)器人采用履帶式行走機(jī)構(gòu)，利用間隙式永磁吸附和真空吸附相結(jié)合的方式吸附 于船舶壁面。除誘爬壁機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)包括移動(dòng)裝置、吸附裝置及除鎊作業(yè)機(jī)構(gòu) 裝置，其主體結(jié)構(gòu)框架如圖 1.1 圖 1.1 除繡爬壁機(jī)器人主體框架示意圖 履帶式爬壁機(jī)器人在轉(zhuǎn)向時(shí)由于履帶存在橫向摩擦力導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)力矩大，轉(zhuǎn)向困 難，因此分析爬壁機(jī)器人轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)并計(jì)算機(jī)器人轉(zhuǎn)向時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩至關(guān)重要。爬壁 機(jī)器人轉(zhuǎn)向是通過兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪差速運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，爬壁機(jī)器人的轉(zhuǎn)向半徑和轉(zhuǎn) 向速度也 是由兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)速度決定的。 文獻(xiàn) 1516對(duì)儲(chǔ)罐爬壁機(jī)器人提出了基于爬壁機(jī)器人平臺(tái)的 Z 字型噴涂軌跡 的實(shí)現(xiàn)方法，在噴涂機(jī)構(gòu)上采用了可轉(zhuǎn)換方位的噴槍導(dǎo)軌，通過噴槍導(dǎo)軌的方位變換 以及與機(jī)器人速度的配合實(shí)現(xiàn)了相互平行的噴涂軌跡，使涂面重疊區(qū)更加合理，能夠 實(shí)現(xiàn)良好的噴涂效果。以及提出了自上而下的儲(chǔ)罐表面涂裝軌跡規(guī)劃；根據(jù)待施工面 的幾何形狀將其劃分為矩形平面和邊角平面，并進(jìn)行了噴槍軌跡規(guī)劃，進(jìn)一步提高了 機(jī)器人的施工效率。 為了實(shí)現(xiàn)工作軌跡及噴涂工藝要求，噴涂機(jī)器人應(yīng)具有 6 個(gè)自由度，以實(shí)現(xiàn)噴 槍 高度調(diào)節(jié)、噴涂行程轉(zhuǎn)換、噴涂速度調(diào)節(jié)、噴射角度調(diào)節(jié)、噴槍間距調(diào)節(jié)功能。分 別由移動(dòng)座垂直升降機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向架旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、噴槍座旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及噴槍 間距調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，另外爬壁機(jī)器人提供連續(xù)直線運(yùn)動(dòng)。爬壁噴涂機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。 9 圖 1.2 爬壁噴涂機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)圖 文獻(xiàn) 7參考了國(guó)內(nèi)外不同的爬壁機(jī)器人的技術(shù)基礎(chǔ)上，主要對(duì)爬壁機(jī)器人的移 動(dòng)機(jī)構(gòu)，密閉的吸附機(jī)構(gòu)，以及對(duì)不同的葉輪進(jìn)行仿真，來(lái)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人能夠穩(wěn)定的 吸附在壁面上并且可以在其上進(jìn)行移動(dòng)的操作。其中主要包括機(jī)器人的總體機(jī)構(gòu)，運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)，吸附系統(tǒng)， 驅(qū)動(dòng)電路，上位機(jī)軟件等機(jī)器人的部件從上到下依次分別是：高 速無(wú)刷電機(jī)，葉輪的支撐機(jī)構(gòu)，葉輪，機(jī)器人的殼體，最下面是有刷電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪。 機(jī)器人采用的是單吸盤負(fù)壓吸附方式，通過四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)讓機(jī)器人在壁面平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)， 毛刷式的密封機(jī)構(gòu)保證機(jī)器人的氣體不會(huì)泄露，使其吸附可靠。高速無(wú)刷電機(jī)在機(jī)器 人的殼體外面，從而可以減少對(duì)電機(jī)的負(fù)載，對(duì)機(jī)器人的傾覆力矩有降低的作用，同 時(shí)可以減少對(duì)吸出的氣體的阻擋，提高機(jī)器人的性能和效率。 文獻(xiàn) 1罐體爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ，所 實(shí)現(xiàn)的功能如下：實(shí)現(xiàn)爬行機(jī) 構(gòu)前后滑塊組件抬腿、落腿；按需 要調(diào)節(jié)爬壁機(jī)器人爬行動(dòng)作速度；電磁鐵協(xié)調(diào) 抬腿、落腿動(dòng)作按周期性工作，為機(jī)身提供吸附力；前行或后退過程能主動(dòng)避障； 打磨電機(jī)按路徑打磨壁銹。 罐體爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)采用施耐德一體化驅(qū)動(dòng)方式，機(jī)器人本體控制部分主要 由臺(tái)直行電機(jī)、一臺(tái)轉(zhuǎn)向電機(jī)、一臺(tái)打磨電機(jī)、遠(yuǎn)程模塊以及吸附電磁鐵組 成。 圖 1.3 爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 10 文獻(xiàn) 13內(nèi)壁清潔機(jī)器人的機(jī)器人單元是基于飛思卡爾 MC9S12XS12 單片機(jī)機(jī) 制的四輪磁力吸附式爬壁機(jī)器人，能夠執(zhí)行前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作，并具有對(duì)儲(chǔ)油 罐壁的清潔和監(jiān)測(cè) 的功能；遙控器單元主要功能是控制機(jī)器人單元?jiǎng)幼?，并?duì)視頻采 集器以及清洗機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；上位機(jī)單元采用 Visul Basic6.0 編寫完成，其主要功 能是接收來(lái)自視頻采集器的數(shù)據(jù)并將儲(chǔ)油罐內(nèi)的圖像顯示在電腦屏幕上，而且能計(jì)算 機(jī)器人的位置坐標(biāo)，對(duì)機(jī)器人定位并顯示其行進(jìn)路線，便于快速確定檢測(cè)缺陷的位置 三、 發(fā)展趨勢(shì) 爬壁機(jī)器人由于其作業(yè)環(huán)境的特殊性，己經(jīng)成為機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。而 爬壁機(jī)器人以其綠色環(huán)保、解放人力等優(yōu)點(diǎn)，在船舶壁面除銹、大型儲(chǔ)罐清理等領(lǐng)域 具有重要的應(yīng)用價(jià)值。一般來(lái)說(shuō)，爬壁機(jī)器人工作量很大，自 動(dòng)化改進(jìn)需求迫切，但 在壁面定位、路徑規(guī)劃、自動(dòng)控制等方面的研究還不滿足應(yīng)用要求。除繡爬壁機(jī)器人 工作過程中的變負(fù)載特性，給其運(yùn)動(dòng)控制帶來(lái)了困難。 目前爬壁機(jī)器人不同的研究方向主要?dú)w結(jié)于吸附方式與運(yùn)動(dòng)形式上兩點(diǎn)。根據(jù)上 述研究現(xiàn)狀，大多數(shù)研究者是根據(jù)使用用途選用吸附方式，如在玻璃或光滑壁面上工 作時(shí)，主要采用真空吸附或者仿生吸附，在鋼制壁面上主要采用磁力吸附，主要包括 永磁吸附和電磁吸附 ; 而在復(fù)雜壁面上或者是彎曲壁面上大多采用混合吸附方式，目 前爬壁機(jī)器人的吸附方式主要有真空吸附 磁力吸附、仿生吸附、靜電吸附、推力吸 附、機(jī)械吸附。 四、 存在問題 爬壁機(jī)器人經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，取得了一定的成績(jī)，但是從產(chǎn)業(yè)化或者是從 研究應(yīng)用來(lái)講，還有很大的差距，總體來(lái)看爬壁機(jī)器人技術(shù)還存在一些難以克服的問 題 : (1) 工業(yè)應(yīng)用與樣機(jī)驗(yàn)證的差距。 (2) 運(yùn)動(dòng)靈活性與吸附穩(wěn)定性之間的矛盾。 (3) 仿生研究與功能性的背道而馳。 11 審 核 意 見 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見 （對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng) 閱） 簽字： 年 月 日 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 簽字： 年 月 日 公章：