抓地式爬墙机器人.doc

毕业设计（论文） （2016届） 一种抓地式爬墙机器人机械部分的设计 学生姓名 学 号 院 系 机械与电气工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 完成日期 2016年 5 月 4日  一种抓地式爬墙机器人机械部分的设计 摘要 爬墙机器人属于移动机器人的一个重要分支, 可在垂直或者角度墙壁面上自由移动, 代替人工在各种条件下完成多种作业任务, 在当前机器人领域越来越受到重视。文中介绍了基于涵道推进方式的抓地式爬墙机器人的设计，利用机器人推进风扇的反向推力与摩擦力及机器人自身重力的协调使机器人吸附在墙面，使其能够适应各种墙面，完成设计时需要其完成的工作，增大爬墙机器人的应用效率。 关键词：爬墙机器人；抓地式；涵道推进；吸附；履带式  Design of a grip type wall climbing robot Abstract Wall climbing robot is an important branch of the mobile robot can move freely in the vertical or angle of the wall surface, replace the artificial in a variety of conditions to complete a variety of tasks, in the current robot field, more and more attention. This paper introduces the Culvert propulsion method based grasping of the type wall climbing robot is designed, the robot propulsion fan reverse thrust and friction force and robot self gravity of the coordination of the robot adsorbed on the wall, making it can adapt to the wall, to complete the design need to complete the work, increase the utilization efficiency of wall climbing robot. Key word：Climbing robot; grip; Culvert propulsion; adsorption; crawler  目录 摘要 I Abstract II 1、 绪论 1 1.1研究背景 1 1.2国内外发展现状 1 （1） 机器人移动方式 3 （2） 驱动装置 3 （3） 能源问题 3 1.3本文研究的主要内容 3 2. 爬墙机器人的总体方案的设计 4 2.1爬墙机器人基本原理 4 2.2机器人力学分析 4 2.3机器人的抗倾覆能力 5 2.4机器人的自竖直机制 6 2.5爬墙机器人的运动分析 7 3. 涵道推进式爬墙机器人结构 8 3.1基本结构 8 3.2总体设计要求 8 3.3确定相关参数 8 3.4相关数据的计算 9 （1） 轮毂与底盘链接轴的相关计算 9 （2） 滚动轴承寿命计算 10 3.5爬墙机器人的工作结构 10 4. 整体分析 11 5. 总结 12 参考文献： 12 致谢 14 绪论 1.1研究背景 随着工业4.0的到来，机器人领域越发的活跃起来，其在各行各业中都得到了应用和发展，其中爬墙机器人在生产生活中的作用也凸现出来。 首先在建筑领域，随着人类建筑物高度的不断提升，高层建筑的各种问题随之出现，高层建筑的日常维护，以及救援成了棘手的问题。爬墙机器人的出现可以代替人工从事高空喷涂墙面、壁面清洗、擦洗高层玻璃等工作。其次在石油化工领域，爬墙机器人还可以对各种储存罐进行视觉检查、测厚、焊缝探伤，以及对于金属内外壁进项检查、除锈、喷砂、喷漆防腐等。再次在消防部门中，爬墙机器人还可以用于进行救援工作或者运输救援物资等工作，大大保证了消防员的安全。 1.2国内外发展现状 爬墙机器人在墙面上的移动功能和吸附功能是其最基本的两个功能。 国际上，在研究开发爬壁机器人上日本是开始较早且技术领先的国家之一，其相继成功设计了各种爬壁移动机器人。如日本应用技术研究所研制的车轮磁吸附式爬壁机器人（如图1） 图1 车轮磁吸附式爬壁机器人 它可以吸附在各种大型构造物如球形煤气罐、油罐