本文關(guān)鍵詞：步履式氣動(dòng)爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其可靠性研究

  更多相關(guān)文章： 步履式 爬壁機(jī)器人 無線控制系統(tǒng) 模糊數(shù) 故障樹分析

【摘要】：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,吸附可靠,控制靈活,同時(shí)具有較高的可靠性是爬壁機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高空壁面作業(yè)的基本要求。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的爬壁機(jī)器人技術(shù)以及理論研究成果,研發(fā)了一種新型的步履式氣動(dòng)爬壁機(jī)器人原理樣機(jī),并對(duì)該機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、可靠性等方面進(jìn)行了相關(guān)研究。(1)爬壁機(jī)器人整機(jī)結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)。通過對(duì)爬壁機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的總結(jié)與分析,本文構(gòu)建了一種全新的步履式氣動(dòng)爬壁機(jī)器人三維模型,設(shè)計(jì)了成對(duì)長(zhǎng)、短腿組成的全新移動(dòng)機(jī)構(gòu),并對(duì)機(jī)器人可靠吸附狀況下的抗滑落和抗傾覆條件進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了組合式真空多吸盤配置,提高了吸附的適應(yīng)性與安全性。(2)爬壁機(jī)器人藍(lán)牙無線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。結(jié)合步履式爬壁機(jī)器人特定的交替吸附步態(tài)以及功能要求,本文構(gòu)建了一套藍(lán)牙無線控制系統(tǒng),上位機(jī)約定為Android手機(jī)客戶端,STC89C52單片機(jī)作為主控芯片,約定為下位機(jī)。兩者之間通過HC-06藍(lán)牙模塊進(jìn)行串口通訊,通過單片機(jī)相應(yīng)I/O口的輸出電平,控制繼電器開關(guān)電路,達(dá)到控制爬壁機(jī)器人的目的。(3)爬壁機(jī)器人關(guān)鍵零部件可靠性研究。針對(duì)步履式爬壁機(jī)器人對(duì)可靠性要求高的特點(diǎn),利用模糊故障樹分析法,建立了步履式爬壁機(jī)器人關(guān)鍵零部件的故障樹,對(duì)各零件的可靠性進(jìn)行定性和定量分析,獲得了關(guān)鍵零部件的模糊重要度,從而為機(jī)器人的可靠運(yùn)行提供了一定的理論依據(jù)。理論分析和爬壁機(jī)器人樣機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)表明:本文基于步履式爬行方式研發(fā)的爬壁機(jī)器人,能夠順利完成直行、轉(zhuǎn)向、越障等運(yùn)動(dòng)性能測(cè)試,并且具有運(yùn)動(dòng)過程平穩(wěn),越障性能較好,控制簡(jiǎn)單靈活的特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了步履式氣動(dòng)爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與可靠性研究的有效性。
【關(guān)鍵詞】：步履式 爬壁機(jī)器人 無線控制系統(tǒng) 模糊數(shù) 故障樹分析
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 爬壁機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-19
• 1.2.1 國(guó)外爬壁機(jī)器人研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)爬壁機(jī)器人研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 爬壁機(jī)器人分類與比較19-22
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容22-23
• 第2章 步履式爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析23-41
• 2.1 步履式爬壁機(jī)器人總體方案23
• 2.2 步履式爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)方案選取23-27
• 2.2.1 行走機(jī)構(gòu)選取24-25
• 2.2.2 吸附方式選取25-26
• 2.2.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選取26
• 2.2.4 控制系統(tǒng)方案選取26-27
• 2.2.5 應(yīng)用軟件27
• 2.3 步履式爬壁機(jī)器人整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-31
• 2.3.1 步履式爬壁機(jī)器人長(zhǎng)腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-29
• 2.3.2 步履式爬壁機(jī)器人短腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-31
• 2.4 步履式爬壁機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程31-33
• 2.4.1 直線運(yùn)動(dòng)31-32
• 2.4.2 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)32-33
• 2.5 步履式爬壁機(jī)器人整機(jī)結(jié)構(gòu)分析33-40
• 2.5.1 吸盤組的布置形式33-34
• 2.5.2 機(jī)器人吸附力最小狀態(tài)受力分析34-35
• 2.5.3 機(jī)器人元器件主要參數(shù)35-39
• 2.5.4 氣路原理圖39-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 第3章 步履式爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-49
• 3.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求41-42
• 3.2 控制系統(tǒng)方案選擇與設(shè)計(jì)42-43
• 3.2.1 無線技術(shù)選擇42
• 3.2.2 核心控制元件選擇42-43
• 3.2.3 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)43
• 3.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43-46
• 3.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)44
• 3.3.2 藍(lán)牙通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-46
• 3.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)46-47
• 3.4.1 系統(tǒng)軟件介紹46
• 3.4.2 系統(tǒng)程序流程圖46-47
• 3.5 控制系統(tǒng)總成47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第4章 步履式爬壁機(jī)器人可靠性研究49-66
• 4.1 步履式爬壁機(jī)器人模糊故障樹建立49-51
• 4.1.1 零部件故障模糊數(shù)歸一化處理49-50
• 4.1.2 爬壁機(jī)器人故障樹建立50-51
• 4.2 基于FTA的爬壁機(jī)器人重要度分析51-65
• 4.2.1 步履式爬壁機(jī)器人吸附系統(tǒng)重要度分析52-57
• 4.2.2 步履式爬壁機(jī)器人氣動(dòng)回路重要度分析57-59
• 4.2.3 步履式爬壁機(jī)器人控制電路重要度分析59-62
• 4.2.4 步履式爬壁機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)重要度分析62-63
• 4.2.5 步履式爬壁機(jī)器人整機(jī)重要度分析63-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-67
• 5.1 工作總結(jié)66
• 5.2 研究展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-71
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果71-72
• 附錄72-76

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本文編號(hào)：678436