應(yīng)用于壁面移動作業(yè)的機械臂設(shè)計及其特性研究.pdf

1、儲罐作為一種存儲設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)。傳統(tǒng)的儲罐清洗和檢測等工作是通過人工作業(yè)的方式完成，存在著勞動強度大、施工周期長、安全性差、環(huán)境污染等問題。因此，越來越多的科研人員開始投入到對爬壁機器人的研究中。目前，爬壁機器人都是針對特定工況進行設(shè)計，功能比較單一。同時，其作業(yè)設(shè)備的驅(qū)動機構(gòu)比較簡單，只能實現(xiàn)相對于機器人本體的簡單運動，對于大面積的壁面作業(yè)主要是依靠機器人本體的移動完成，且作業(yè)精度難以控制。因此，本文將通用構(gòu)型機械臂應(yīng)用

2、到爬壁機器人上，作為其作業(yè)設(shè)備的夾持驅(qū)動機構(gòu)，從而實現(xiàn)爬壁機器人的功能多樣化，并提高機器人壁面作業(yè)的效率和精度。
　　首先，本文通過分析爬壁機器人的作業(yè)特點，得出壁面作業(yè)機械臂特性需求，對其相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行了介紹，引出本文設(shè)計的壁面作業(yè)機械臂，并介紹了本文的主要研究內(nèi)容。
　　接著，通過對機械臂的技術(shù)指標(biāo)需求分析，并對比討論多種機械臂輕量化設(shè)計方案，確定了基于單電機驅(qū)動技術(shù)的機械臂總體設(shè)計方案。然后針對單電機驅(qū)動

3、的傳動鏈以及關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。
　　然后，對該機械臂的運動學(xué)模型、工作空間及雅克比矩陣進行了計算分析。
　　其次，根據(jù)機械臂的具體功能需求，設(shè)計了針對單電機驅(qū)動技術(shù)的控制系統(tǒng)硬件部分，并基于VC++完成了軟件部分的開發(fā)。
　　再次，基于ADAMS對機械臂在壁面作業(yè)環(huán)境下的動力學(xué)特性進行了仿真分析，并對其動力學(xué)特性進行了優(yōu)化。
　　最后，對機械臂進行了重復(fù)定位實驗以及末端軌跡追蹤實驗，研究分析了其重復(fù)定位精度并驗證