Z588-爬壁机器人设计【含SW三维图】 下载积分：100　资料编号： Z588

作品包括:

Word版说明书1份，共43页，约17000字

CAD版本图纸，共8张

SW三维图1套

摘要

船舶长期行驶在高湿度、高盐分的环境下，船舶表面产生一定程度的腐蚀与生锈，因此需要对船舶进行定期检测，以确定存在质量缺陷的位置，方便后期进行修复。目前，船舶表面质量的检测常由工人进行，船舶内部常存在大量的通风不佳的室腔，存在一些有毒气体，常规的护具也会因人为失误对工人造成威胁，因此使用机器人代替人工作业是一种必然趋势。其中爬壁机器人在壁面巡检中具有较强的适应性，因此本课题旨在设计一台可靠、高效以及环境适应能力强的爬壁巡检机器人，它的负载能力大于8kg，巡检速度大于6m/min。

针对本课题爬壁巡检机器人的实际工况分别比较了个爬行路劲、吸附方式、行走方式和驱动方式的优缺点，最终确定本课题所设计的爬壁巡检机器人采用“S”形路劲，永磁吸附、履带爬行和电机驱动的方案，所设计的爬壁巡检机器人的尺寸为360mm×300mm×180mm。

建立了爬壁机器人静力学不滑移和不脱落模型以及动力学匀速向上爬升和转弯模型，并进行数值求解，得到爬壁巡检机器人单个吸附单元最小吸附力应为91.05N，本课题决定采用吸附单元吸附力为150N，计算得到输入机器人小链轮的扭矩最小应为17.82N•m并对机器人主要零件进行设计校核。

使用workbench对船舶壁面倾斜角度为11.3°和71.7°进行仿真分析。在壁面倾角为11.3°时机器人最大形变为6.08×10-4mm，最大应力为3.24×10-5MPa；船舶壁面倾角为71.7°时，最大变形为2.03×10-3mm，最大应力为3.20×10-5MPa，均在可接受范围之内。

本课题所设计的爬壁巡检机器人安全可靠、布局紧凑、具有较高的适用性。

关键词：爬壁机器人；永磁吸附单元；有限元分析。

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3主要研究内容 2

1.4文章结构 3

第2章 爬壁机器人分析及方案设计 4

2.1爬壁机器人分析 4

2.1.1爬行路径分析及选择 4

2.1.2吸附方式分析及选择 5

2.1.3行走方式分析及选择 6

2.1.4驱动方式分析及选择 6

2.2爬壁机器人机械结构设计 7

2.3 本章小结 8

第3章 爬壁机器人相关设计计算 9

3.1静力学分析计算 9

3.1.1静力学模型的建立 10

3.1.2模型的数值求解 12

3.2动力学分析计算 14

3.2.1动力学模型的建立 14

3.2.2模型的数值求解 18

3.3主要零件设计校核 20

3.3.1电机的选型计算 21

3.3.2直齿锥齿轮的设计校核 22

3.3.3链传动的设计计算 25

3.4本章小结 26

第4章 爬壁机器人仿真分析 27

4.1前处理 27

4.2静力学仿真求解 29

4.3后处理 30

4.3.1 壁面倾角为11.3° 30

4.3.2壁面倾角71.7° 31

4.4本章小结 31

第5章 总结与展望 32

5.1总结 32

5.2展望 32

致谢 34

参考文献 35

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