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说明书1份，共41页，约19000字左右

 

CAD版本本图纸，共7张

三维图一份

 

 

平面爬壁机器人运动机构设计

 

摘要

 

平面爬壁机器人有着广泛的用途，特别是它可以在一些危险环境下进行作业，易于实现自动化，改善劳动条件、节省人力、提高效率，并可免去搭脚手架。其运动机构当前机器人研究的主要方向之一，研究人员在原有的基础上追求更高的移动速度、更优的移动和吸附方式、更轻巧的内部结构、更灵敏的反应和自我调节等。为此，本论文研究了一种平面爬壁机器人的运动机构设计。

本研究的主要思路是将机器人设计成为一个吸附机构，使其吸附在垂直墙壁上，在吸附机构下面安装有行走装置，使机器人能自由地在垂直墙面运动。本研究主要通过原理研究、方案对比选择、机构三维模型、论文撰写实现研究成果展示。本论文的主要工作如下：

首先，在深入分析当前机器人的研究情况下，查找资料研究爬壁机器人运动原理，在已有的研究基础上发挥想象力，对比各种方案，确定爬壁机器人总体框架的设计，主要是吸附和移动方案的设计。

其次，通过各种吸附方案的对比和机构复杂程度等，确定吸附方案并进行设计；同时通过各种移动方案的对比和其应用场合等，确定移动方案并进行设计。

再次，绘制方案、相关零部件的原理图、草图，并提供备选方案，利用Solid works建立有关机构的零部件的三维模型、装配模型仿真。

最后，将设计成果以模拟仿真资料和图纸的方式展示，并总结本设计的优缺点以及用到的技术。

 

关键词：爬壁机器人；运动机构；吸附机构；移动机构；模型

 

目录

1绪论 1

1.1平面爬壁机器人的研究背景和研究意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2研究意义 2

1.2 平面爬壁机器人的研究内容和发展方向 2

1.2.1 研究内容 2

1.2.2发展方向 4

1.3 国内外研究概况 4

1.4 本文的主要研究内容 6

1.5小结 6

2 平面爬壁机器人的总体框架设计和拟定 7

2.1研究方法和步骤 7

2.2总体框架设计和适用环境设定 7

2.2.1总体框架 7

2.2.2适用环境设定 8

2.3方案分析 8

2.4拟定方案 10

2.5小结 10

3 吸附方案设计 11

3.1方案原理 11

3.1.1附着方式分类 11

3.1.2 本文采用的吸附方案 12

3.2结构设计和分析 13

3.2.1吸盘设计 13

3.2.2吸盘提升和复位机构 13

3.3 部分理论计算 14

3.3.1附着力学分析 14

3.3.2简化附着模型 15

3.4影响附着稳定性的因素 16

3.5小结 16

4移动方案设计 17

4.1方案原理 17

4.2结构设计和分析 18

4.2.1动力传递结构 18

4.2.2导向结构 18

4.2.3变向结构 19

4.2.4安装结构 20

4.2.5支撑结构 21

4.3部分理论数据 21

4.4小结 22

5 系统实例 23

5.1零件和总装工程图 23

5.2三维装配模型 23

5.3其他一些关键部件的设计实例图 24

5.4装配仿真演示 26

6 结论 27

6.1本文的主要研究结论 27

6.2平面爬壁机器人的关键技术 27

致谢 29

参考文献： 30

附录 31