水下船体表面清刷机器人磁吸附驱动装置的研究
摘要
本课题是黑龙江省归国留学人员基金项目。本文主要完成水下船体表面清刷机器人的本体设计和原理样机的研制。并对控制系统进行了初步的设计。
本文在阐述了国内外壁面爬行机器人发展的状况后。根据工作的环境与特点选择了双履带、永磁铁吸附方式的总体结构。
水下船体表面清刷机器人本体的研制，主要难点有磁吸附结构的设计、本体结构的设计和驱动方式的选择。其中，磁吸附结构的设计和本体结构的设计是比较困难的。
本体结构设计时则充分考虑减轻重量、简化结构。传动机构选用了链传动。
驱动方式根据实际情况选择了交流伺服电机。
水下船体表面清刷机器人的力分析是磁路系统设计和驱动结构设计的基础。本文对静态和动态两种状态进行了分析。
磁吸附结构的设计主要内容有磁路的设计、封装和连接结构的设计。在本文中，我们选择了甲型磁路。从防腐、减轻冲击和增大摩擦力的方面考虑，选用橡胶封装。连接结构采用了将链节外板更换取代，加以连结的结构。
机器人在海水中工作，防腐和密封时必须考虑的。因此，在本文中专门对此进行了研究。
水下船体表面清刷机器人采用了两层控制系统，上层处理机器人管理和路径规划，下层用于机器人的姿态和运动控制。
最后，介绍了水下船体表面清刷机器人的性能试验情况。试验结果表明，
哈尔滨仁程人学硕十学位论文
研制的船体表面清刷机器人，各项性能指标达到了设计要求。
The underwater ship skull cleaning robot researched is supported by The Heilongjiang Homecoming Scholar Fund. In the paper , we accoplich Robot design of body strcture and control system. .
In the paper , we clarify the developing situation of underwater cleaning technology and the wall-climbing robot, out and in the country . According to work situation , we select double crawler movement and permanent magnetic adsorption for the robot.
The research of underwater cleaning robot is diffictlty in the design of magnetic adoption strcture and body structure , the select of drive technology. Especially, the design of magnetic adoption strcture and body structure is more difficulty.
The design of magnetic citcuit strcture include magnetic circuit and capcule and joit strcture .We select a model, and robber capcule .
In the body structure designing , we think over weight and structure carefully. We select chain gearing.
The robot force ananysis is foundation of mangnetic adoption system and driving system. We ananysis two typer of force statersilence and dynamic.
We also research encapsulation and airproof.of robot. Because robot work in sea water.
The control system apply two layer control system. Upper system is responb for the management and path planning of the robot, and the lower is responble for the controlling of the moving ang posture of the robot.
At last , performance experiments for the robot are made. Test results indicate that the developed ship hull cleaning robot is in accordance with the design specifications.
本文在阐述了国内外壁面爬行机器人发展的状况后。根据工作的环境与特点选择了双履带、永磁铁吸附方式的总体结构。
水下船体表面清刷机器人本体的研制，主要难点有磁吸附结构的设计、本体结构的设计和驱动方式的选择。其中，磁吸附结构的设计和本体结构的设计是比较困难的。
本体结构设计时则充分考虑减轻重量、简化结构。传动机构选用了链传动。
驱动方式根据实际情况选择了交流伺服电机。
水下船体表面清刷机器人的力分析是磁路系统设计和驱动结构设计的基础。本文对静态和动态两种状态进行了分析。
磁吸附结构的设计主要内容有磁路的设计、封装和连接结构的设计。在本文中，我们选择了甲型磁路。从防腐、减轻冲击和增大摩擦力的方面考虑，选用橡胶封装。连接结构采用了将链节外板更换取代，加以连结的结构。
机器人在海水中工作，防腐和密封时必须考虑的。因此，在本文中专门对此进行了研究。
水下船体表面清刷机器人采用了两层控制系统，上层处理机器人管理和路径规划，下层用于机器人的姿态和运动控制。
最后，介绍了水下船体表面清刷机器人的性能试验情况。试验结果表明，
哈尔滨仁程人学硕十学位论文
研制的船体表面清刷机器人，各项性能指标达到了设计要求。
The underwater ship skull cleaning robot researched is supported by The Heilongjiang Homecoming Scholar Fund. In the paper , we accoplich Robot design of body strcture and control system. .
In the paper , we clarify the developing situation of underwater cleaning technology and the wall-climbing robot, out and in the country . According to work situation , we select double crawler movement and permanent magnetic adsorption for the robot.
The research of underwater cleaning robot is diffictlty in the design of magnetic adoption strcture and body structure , the select of drive technology. Especially, the design of magnetic adoption strcture and body structure is more difficulty.
The design of magnetic citcuit strcture include magnetic circuit and capcule and joit strcture .We select a model, and robber capcule .
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The robot force ananysis is foundation of mangnetic adoption system and driving system. We ananysis two typer of force statersilence and dynamic.
We also research encapsulation and airproof.of robot. Because robot work in sea water.
The control system apply two layer control system. Upper system is responb for the management and path planning of the robot, and the lower is responble for the controlling of the moving ang posture of the robot.
At last , performance experiments for the robot are made. Test results indicate that the developed ship hull cleaning robot is in accordance with the design specifications.
引文
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[4]刘淑霞，王炎等．爬壁机器人技术的应用．机器人．Vol．21．No．2，March．1999：379-382页
[5]王炎，黄善钧等．壁面爬行机器人的设计与实践．360-367页
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11页
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