用于搭載船舶除銹清洗器的爬壁機器人研究.pdf

1、用于搭載船舶除銹清洗器的爬壁機器人WCRSRR的主要功能是搭載船舶壁面除銹清洗器，使其在船舶壁面有效地進行除銹。近年來，世界上許多國家開始研制環(huán)保、安全、高效的各種WCRSRR機器人。
　　 本文針對該機器人負載大、本體重的特點，分析了WCRSRR機器人研究的關鍵技術，對WCRSRR機器人的理論特性進行了研究，對考慮真空負壓和射流力的WCRSRR附壁特性、大負載履帶式WCRSRR轉(zhuǎn)向特性和考慮變負載變重心的WCRSRR驅(qū)動特性進

2、行了研究。
　　 WCRSRR屬于大負載且本體比較重的重載爬壁機器人，由于選擇了履帶式行走機構(gòu)、永磁真空混合吸附方式，當爬壁機器人在船舶壁面上作業(yè)時，在真空抽吸力即真空負壓壓力一定的情況下，永磁吸附單元的吸附力越大，則爬壁機器人的吸附可靠性越高，其運動穩(wěn)定性也越高，但靈活性卻隨之降低。在真空負壓壓力一定的情況下，在確保爬壁機器人可靠吸附和穩(wěn)定運動的基礎上，為了盡可能地提高機器人的運動靈活性，需要根據(jù)爬壁機器人所需的最小允許吸附力

3、對磁吸附單元進行優(yōu)化設計。本文提出了一種考慮吸附壁面法向真空負壓和射流力的附壁性能分析方法，建立了永磁真空混合吸附的附壁力學模型，并進行了算例仿真分析，規(guī)劃了永磁和真空負壓的參數(shù)匹配。同時提出了大負載履帶式WCRSRR轉(zhuǎn)向特性分析方法，建立了大負載的轉(zhuǎn)向特性摩擦的力學模型，并進行了算例仿真分析，通過有限元對比分析，設計了一種剛度和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的行走永磁單元結(jié)構(gòu)。
　　 驅(qū)動性能是爬壁機器人上爬動力的關鍵，本文研究了爬壁機器人在拖帶較

4、重的負載管路下的驅(qū)動能力，建立了爬壁機器人的動力系統(tǒng)模型，詳細分析了機器人在船舶壁面上的運動狀態(tài)和電機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、減速機輸出轉(zhuǎn)矩與機構(gòu)參數(shù)之間的關系，對驅(qū)動系統(tǒng)模型進行了優(yōu)化，建立了驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與機器人爬壁作業(yè)高度及船舶壁面傾斜角的關系方程，通過對三者關系的分析，給出了機器人在各個作業(yè)高度下，機器人驅(qū)動轉(zhuǎn)矩所允許的船舶壁面傾斜角，即機器人爬壁傾斜角，為WCRSRR的驅(qū)動系統(tǒng)設計、驅(qū)動元件選擇和安全可靠驅(qū)動工作提供了理論依據(jù)。
　　 根