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摘要根据目前对永磁爬壁装置的需求背景，研发一种钢铁壁面永磁攀爬机器人，设计一种可以在有磁和无磁两种状态转变的永磁吸附装置，并通过超声电机来驱动四个吸盘的磁力转动方向，由此实现吸盘有磁和无磁之间的转换，用AYSYS有限元分析软件对吸附装置的磁场进行分析。并设计一台可以在垂直壁面攀爬的机器人，设计其爬行时运动方式，并通过软件编程来控制攀爬机器人的运动，使四个吸盘按顺序的进行攀爬，达到设计要求。6547
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关键词 机器人 永磁 软件控制 运动方式
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Climbing robot control system design Abstract
According to the demand for background on the permanent wall climbing device,Development of a steel wall permanent climbing robot,To design a can in the two states of the magnetic and non-magnetic transition of thepermanent magnet adsorption unit,Ultrasonic motor to drive the direction of the magnetic rotation of four suckers,Thus achieving the conversion between magnetic and non-magnetic suction cup,Analysis of the adsorption unit of the magnetic field using ANSYS finite element analysissoftware.And design a robot that can climb vertical walls,Design their crawling movement,And software programming to control the movement of the climbing robot，Four suction cups according to order the conduct of climbing，Meet the design requirements.
Keywords Robot Permanent magnet Software control Movement pattern
目录
1 引言 2
1.1 研发背景及意义 2
1.2 攀爬机器人发展情况 3
1.2.1 国外发展情况 3
1.2.2 国内发展情况 4
1.3 本课题研究内容 7
2 攀爬机器人总体结构设计 9
2.1 攀爬机器人结构设计 9
2.2 机器人运动方式 10
3 机器人软硬件设计 16
3.1 吸附装置设计 16
3.1.1吸附装置材料选择 16
3.1.2吸附装置的有限元分析 20
3.2 机器人控制系统设计 23
4 机器人的力学分析 31
4.1 吸附装置测量 31
4.1.1 硬件选择 31
4.1.2 测量软件 33
4.1.3 数据处理 34
4.2机器人力学分析 35
5 结论 37
1 引言 1920年，捷克斯洛伐克作家雷尔/恰佩克在他的科幻小说<罗萨穆的机器人万能公司>中，根据ROBOTA和ROBOTNIK.创造出“机器人”这个词。自从机器人问世以来，机器人的发展日新月异，对我们的生活产生了很大的影响。机器人是一种可以反复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或者为了执行不同的任务而具有可改变的可编程的动作的专门系统。我国的机器人工业从20世纪80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊，装配、搬运等机器人。目前，我国从事机器人研发和应用工程的单位有200多家，拥有量为4500台左右。
1.1 研发背景及意义
近年来，随着各国贸易往来愈加频繁，人们对海上运输的需求日益增加，一艘艘巨型货轮如雨后春笋般涌现。人们在享受大洋彼岸物质的同时也将面临由此而来的诸多难题，比如，巨型货轮的检修、文护等问题。巨型货轮由于其独有的特点使得检修作业不但难度大、效率低，而且有一定的危险性，目前最主要的检修方式是将货轮运回陆地再由专业的公司完成。这些作业方法效率低、成本高。而钢铁壁面攀爬机器人的出现正好可以弥补以上缺点，机器人本身有一定的负重能力可以将检修设备运送到轮船检修处，而人们只需操作机器人以及上面的检修设备经轮船进行检修，并将所得数据返回给控制端。这样的检修方法简单，所需人力物力较少，并且可以为一些公司带来一定的经济效益。另一方面，由于机器人的特殊性，可以在更加恶劣的环境下进行工作，减少了轮船检修的外界条件约束。是轮船检修这样一项复杂而又危险的工作变的简单易操作。因此，钢铁壁面作业机器人已经成为世界各地科学家争相研究的课题。
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