爬壁清洗機器人及壁面適應(yīng)性研究.pdf

1、本文研究的爬壁清洗機器人是一種能夠在垂直壁面上移動并完成清洗作業(yè)的服務(wù)機器人，該機器人可實現(xiàn)高樓外墻清洗的自動化，大大改善了工作環(huán)境、提高了清洗效率。 首先介紹了目前爬壁機器人的研究現(xiàn)狀，闡明本課題的研究目的和意義。在參閱大量文獻、總結(jié)和借鑒現(xiàn)有清洗機器人的基礎(chǔ)上，提出并實現(xiàn)了一種采用雙吸盤負壓吸附式且自身無驅(qū)動裝置的高樓玻璃幕墻清洗機器人方案。 介紹了清洗機器人的組成結(jié)構(gòu)，詳細分析了各部分的工作原理。在此基礎(chǔ)上闡述機器

2、人控制系統(tǒng)的主要問題，并提出一種保證機器人穩(wěn)定工作的主從分布式控制方案。分別研究了樓頂安全保護系統(tǒng)、機器人本體系統(tǒng)、便攜控制箱三個分系統(tǒng)及它們之間采用無線通訊的控制方案。 在介紹該清洗機器人的基礎(chǔ)上，根據(jù)其帶有滑動式吸盤的特點著重研究了該機器人的壁面適應(yīng)性。通過吸盤負壓吸附控制和機器人姿態(tài)調(diào)整兩個方面的研究，提高了機器人的壁面適應(yīng)能力。 研究了負壓吸附式爬壁機器人吸盤的理想密封系統(tǒng)模型，并采用流體網(wǎng)絡(luò)理論，將吸盤結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、分別等效為流阻、流容，建立了雙吸盤流體網(wǎng)絡(luò)模型。在該模型基礎(chǔ)上分析吸盤系統(tǒng)在不同情況下的負壓動態(tài)響應(yīng)曲線，為吸盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及提高吸盤壁面適應(yīng)能力提供了理論依據(jù)。 從分析機器人的運動學(xué)方程入手，對調(diào)整機器人姿態(tài)的算法進行了研究，并采用高精度的傾角傳感器作反饋，將其應(yīng)用到機器人的姿態(tài)控制中，從而提高了機器人的運動控制精度和工作效率。 最后介紹了該爬壁清洗機的實驗情況，實驗結(jié)果表明該機器人對壁面泄漏具有一定適應(yīng)能力，下滑清洗