一、磁性轮式球罐焊接机器人机械结构设计与分析（论文文献综述）
余凡[1]（2021）在《轻量化负压爬壁机器人的设计与研究》文中研究说明建筑行业中通常存一些特殊地方,时常需要我们定期进行安全检查和质量检测,以此来排除潜在的安全隐患。目前,这些工作主要是由人工手持监控设备和检测设备完成。人工作业劳动强度大,工作效率低。因此,我们需要研究一种可以代替人工携带专用设备进行作业的爬壁机器人。本课题从实际应用需求出发,针对建筑行业一些安全检查和质量检测等问题,设计出一种轻量化负压爬壁机器人。以爬壁机器人为运动载体,通过搭载专用设备,替代人工进行作业。本文通过采用三维建模,仿真分析,实验验证等方式开展课题研究。首先根据爬壁机器人整体设计要求,提出系统总体技术方案。以吸附机构、移动机构、密封装置、降噪装置、整体结构5个部分为主体,对爬壁机器人机械结构进行设计。然后利用Fluent对离心风扇进行流体力学仿真,研究离心风扇工作时内部的空气流动特性。随后对爬壁机器人控制系统进行设计,对于控制系统硬件部分,以STM系列单片机（型号STM32F103RCT6）作为控制系统的主控芯片,在围绕主控芯片设计其它模块硬件电路。对于控制系统软件部分,下位机控制板调试在Keil u Vision5软件上编译完成,上位机界面设计在VS2013软件上设计完成。硬件部分和软件部分相结合,从而构成一个完整的控制系统。最后完成负压爬壁机器人的样机制作,并搭建实验测试系统对爬壁机器人进行实验测试,验证所设计的负压爬壁机器人整体可行性。实验测试结果表明:负压爬壁机器人机动性能良好,壁面适应性能强,可以在多种壁面之间灵活移动。而且具有稳定的吸附性和一定负载能力,满足爬壁机器人整体设计要求,可以作为运动载体搭载设备进行作业。本文的研究为负压爬壁机器人的设计和改进提供了理论支持和技术参考。
冯消冰,潘际銮,高力生,田伟,魏然,潘百蛙,陈永,陈苏云[2]（2021）在《爬行焊接机器人在球罐自动焊接中的应用》文中进行了进一步梳理为了实现大型钢结构件的自动化焊接,尤其解决球罐三维曲面的自动化全位置焊接难题,需要设计一种可在球形表面上稳定行走的机构及适用于多种复杂工况的焊接跟踪控制系统。爬壁机器人将履带与轮式结合,解决了爬壁机构运行的灵活性与负载能力之间的矛盾,通过视觉跟踪系统自动识别焊缝位置,智能判断焊缝路径轨迹,实现机器人沿焊缝的自主运动和焊缝跟踪。无轨道、无导向的爬行机本体适应球罐的大曲率变化,可以实现在球罐表面的自由行走,满足球罐焊接高效化和智能化的自动焊接需求。
王国栋[3]（2020）在《钢结构建筑柔性探伤机器人轨迹跟踪控制研究》文中进行了进一步梳理传统的钢结构建筑监测方法存在检测耗时耗力、检测不全面、不准确的问题,因此本文将一种磁吸附式柔性探伤机器人用于钢结构健康监测工作。这种柔性探伤机器人拥有前后两个车体部分,每个车体具有两个强力的磁轮,通过差速方式驱动,前后车体使用可弯曲变形的柔性钢带连接。这样的结构使得机器人具有翻越各种空间结构障碍的能力,通过搭载相关仪器检测钢结构的不同部位。探伤机器人是具有特殊结构和功能的移动机器人,轨迹跟踪控制是它的一个基本任务也是研究的关键。本文基于柔性机器人的结构特点和柔性钢带的力学分析提出了柔性探伤机器人的轨迹跟踪误差模型。基于该系统模型设计了一种新型的改进滑模控制器,解决了钢结构探伤机器人在轨迹跟踪控制中存在的控制结构复杂,跟踪速度不快和跟踪精度不足的问题。本文研究工作和成果如下:1.首先从柔性探伤机器人的结构特点角度对机器人的运动形态进行分析,将前后车体分别视作是两轮驱动的移动机器人,再根据非完整性约束建立其运动学模型。柔性机器人的特点在于连接前后车体的钢带具有柔性。根据弹性力学理论对钢带形变和前后车体的运动之间的关系进行分析,基于欧拉伯努利梁方程建立柔性机器人前后车体之间的速度约束方程,进一步结合移动机器人运动学模型和速度约束方程建立柔性机器人整体的轨迹跟踪误差模型。2.针对柔性探伤机器人的轨迹跟踪控制问题,分析得出探伤机器人系统是多输入多输出的复杂耦合系统,提出使用滑模控制方法来实现机器人轨迹跟踪。首先利用Backstepping设计方法,设计了基于传统滑模趋近律的轨迹跟踪控制器。然后基于对传统滑模趋近律缺点的分析,提出一种改进的滑模趋近律,利用此滑模趋近律设计新的轨迹跟踪控制器。接着对改进的滑模控制器进行稳定性分析,验证了控制器的稳定性。将轨迹跟踪控制器输出的机器人前后车体线速度和角速度控制量解耦后得到前后车体驱动轮的转速控制量,之后使用数字PID调节器控制驱动轮的转速,最终实现机器人轨迹跟踪控制。3.以ATMega128高性能处理器为核心组建探伤机器人的控制系统硬件平台。针对柔性机器人的特点,提出前后车体分别搭载控制系统电路板的方案,构建了各个功能模块的框架图。机器人控制系统主要包括核心控制模块、输入输出模块、电源模块和无线通信模块。依据控制系统的原理图绘制了PCB,加工制作了电路板实现机器人控制系统。4.分别以基于传统趋近律的滑模控制器和基于改进趋近律的滑模控制器进行柔性探伤机器人的轨迹跟踪仿真。对比分析两者的仿真结果,结果表明改进的滑模控制器能够实现柔性探伤机器人轨迹跟踪,并且更加稳定,跟踪速度更块,跟踪精度更高,控制性能更好。以设计的控制系统为基础搭建钢结构探伤机器人的样机实验平台,并在此平台上验证了数字PID轮速控制器的有效性。
陈雨[4]（2020）在《舱内焊接磁吸附履带式机器人设计与行走路径规划》文中认为随着全球化的进程加快,造船业也在迅速发展。焊接是船舶工业中的一项重要技术,其工作量占船舶制造总负荷的四成以上。因此,可见焊接工艺对船舶制造的重要,这项技术对船舶的质量、性能、制造周期和制造成本都有着重要的影响。船舶及其他大型机械的焊接工作存在焊接类型多、焊接变化大、焊接长度大、工作量大等问题。对于焊工来说,强度是很大的。长期高强度的工作不仅不能保证工作质量,而且对工人的身体健康也有很大的影响。同时,劳动力的成本也越来越高。为了降低成本和提高生产效率,需要机器而不是人。履带式机器人可以代替人在一些船舱的底部和墙面进行水平焊接和垂直焊接,以节省更多的人力。首先,本文对爬壁机器人的发展和自动焊接机器人的应用进行了研究。结合两种机器人的特点,以及船舱内的工作环境,确定了机器人的吸附方式、运动方式、驱动方式、传动方式、越障机构等内容,并最终确定了机器人的主体结构设计方案。其次,针对船舱焊接机器人的工作情况,分别对机器人在墙面吸附、越障、自由移动状况下的静力学和动力学性能进行了分析,并得出了正常工作状态下的最小磁力值,为后续永磁体的选型提供依据。再次,针对永磁体吸附力的性能进行研究,利用comsol软件进行了永磁体磁力分析与仿真,并确定了本文所选用永磁体的尺寸参数。最后,本文进行了舱室焊接机器人的行走路径规划研究,针对机器人的工作环境和任务,设计出适合焊接机器人的行走路径规划方法,能够使焊接机器人快速完成船舱内部任意位置的焊接工作。
周旭龙[5]（2020）在《水电站压力钢管爬壁机器人定位与控制系统研究》文中进行了进一步梳理水电站压力钢管的检测与维护对国家水电事业的发展具有重要意义。爬壁机器人可以代替人工完成对压力钢管的检测和维护,极大地提高工作效率和安全性。本文以三峡水电站压力钢管检测与维护为目的,搭建了爬壁机器人硬件平台,综合运用运动控制、图像处理以及软件工程等学科知识,设计了爬壁机器人定位算法与控制系统,实现了对爬壁机器人的精确定位与稳定控制。本文设计了基于单目相机的视觉定位算法和基于轮式里程计配合陀螺仪的航迹推算算法,以满足爬壁机器人在不同环境下的定位需求。在视觉定位算法中,设计了一种图像裁剪算法,用于选择图像中特征点丰富、成像质量高的部分;通过图像均衡化增强图像特征,增加可提取特征点数量;提出了基于关键帧跟踪和局部地图跟踪的相机位姿求解方式,避免相机位姿落入局部最优,提高定位精度和鲁棒性。爬壁机器人控制系统包括上位机用户软件和下位机实时运动控制系统。本文基于C#WPF MVVM模型开发了上位机用户软件,以Beckhoff控制器为下位机核心开发了爬壁机器人实时运动控制系统。本文通过实验验证了控制系统和定位算法的有效性:控制系统实现了对爬壁机器人的实时运动控制,可以控制机器人完成直行、转弯等一系列运动;视觉定位算法可以准确提取不同压力钢管表面特征,实现了对爬壁机器人实时、准确定位。
王宇霆[6]（2020）在《水下船体除污机器人关键技术研究》文中进行了进一步梳理船舶是海上交通运输的主要工具,长时间运行后船体表面会附着难以清除的贝类、污渍和锈斑等,会增加船舶的燃油消耗,严重时还会影响船舶的使用寿命。而目前对船体表面的清刷作业仍然以人工为主,这就存在着效率低下、工作人员劳动强度大等问题。用机器人来替代人的操作,实现水下清刷作业的自动化,将会大大节约劳动力,提高修船效率。所以如何研制一款适合船体水下除污的机器人,是目前急需解决的问题。基于此,本文对涉及到的机器人关键技术部分进行了探究。针对水下船体除污机器人载体模块的具体要求,本文结合实际应用情况进行研究和设计。根据水下船体除污机器人总体设计的要求和设计的基本原则,结合其使用环境、技术指标的要求,科学合理地对机器人的吸附方式、行走方式、驱动方式、清洗方式进行了选择,最终确定载体模块采用永磁吸附、车轮式行走、电机驱动、空化射流水清洗。在确定了主要结构的基础上,完成了爬壁机器人的两种载体模块的设计。在机器人载体模块设计完成的基础上,对水下船体除污机器人整体结构进行研究和设计。在载体模块的基础上搭载空化射流设备,设计出一种四轮式空化射流机器人,该机器人清洗模块采用的是一种新型清刷技术:空化水射流清刷技术,对其安装在机器人本体上的结构进行了详细设计,而且对船上的高压水站以及高压输水管的配套选择进行了讨论,该清洗方式可以显着地提高除污效率。针对水下船体除污机器人控制系统设计问题,本文依据水下船体除污机器人控制系统要求和设计的基本原则,完成了机器人控制系统的整体控制方案和控制策略,对机器人上位机和下位机硬件系统进行了深入地研究,确定了主要硬件系统尤其是下位机主控芯片的选择方案。
张活俊[7]（2020）在《五自由度混联抛光机器人系统的开发及力控制关键技术研究》文中研究说明目前市场对于抛光产品表面的质量要求越来越高,特别是珠三角地区的中小型制造企业。传统的人手抛光方式对健康危害较大,导致抛光行业招工困难。此外,工业生产线上常使用多轴数控磨床、工业机械臂,虽然能满足生产自动化、高效率的抛光要求,然而高昂的设备成本限制了薄利的抛光行业发展。因此,本课题致力于研发低成本的抛光机器人系统及其控制策略,对提高抛光行业的生产链效益、避免低效率的重复工作以及保证工件抛磨效果均具有深远意义。本课题第一章首先结合目前抛光行业的发展水平,对于工业生产线上的两大类抛光设备的结构特点及存在问题进行分析,然后阐述了常用的恒力控制策略及新型恒力控制策略的研究方向。第二章介绍五自由度抛光机器人的总体机械结构及其工作原理,分析主、被动结合的恒力控制机构的运动学特性。根据控制系统的性能要求,选择合适的元器件（如主控制器、电气比例阀和压力传感器）完成控制系统的搭建。第三章分析抛光机器人的运动学模型,结合抛光机器人对不同形状工件的抛光能力进行验证。接着通过对一种通用工件的抛光力学模型进行建模,运算并推导抛光正压力随着工件轮廓的变化规律,理论上验证机器人对复杂曲面的恒力抛光能力。第四章首先在ADAMS环境中对抛光机器人进行建模,通过仿真和理论计算结果的对比分析,证明前文中力学模型的正确性。然后搭建抛光机器人实验平台,进行多次不同形状工件的抛光实验,实验结果证明抛光机器人具有良好的恒力抛光性能。第五章结合深度Q学习算法提出抛光正压力的主动控制策略。首先从抛光机器人的马尔科夫建模过渡至应用深度Q学习的可行性分析,然后基于前文中抛光力学公式进行抛光环境模型的设计,最终通过有限次仿真实验快速完成训练并获得良好的控制效果。
王维鹏[8]（2020）在《面向风电塔筒检测的爬壁机器人结构设计与分析》文中研究指明风力发电作为一种清洁能源装置,其风力塔筒的维护显得至关重要。然而陆地上的风力塔筒在野外长期遭受风沙摩擦,表面将会产生粉碎、起泡的旧涂层,就可能会影响塔筒美观度;海上风力塔筒长期会受到海水的盐碱腐蚀,严重危及风电塔筒安全。爬壁机器人能够实现在风电塔筒壁面的快速稳定爬行,安装相应的检测和维护设备,代替人工作业,爬壁机器人运用在风电塔筒上,使得风电塔筒维护成本降低,安全性能增加,检测效率增高。结合国内外的爬壁机器人的研究状况,并且综合在风电塔筒壁面的实际工况,设计了一种适用于风电塔筒爬壁检测的机器人。本文主要做了以下研究:首先,面向爬壁机器人的技术方案,分析了实际应用的技术难点,对面向风电塔筒的爬壁机器人的行走方案、吸附方案、驱动方案以及检测方案进行了分析和比较,考虑在风电塔筒壁面工作环境,会有强风沙尘干扰,要求爬壁机器人具有稳定可靠的功能,设计了爬壁机器人的履带行走结构、永磁吸附结构,永磁吸附单元可以为爬壁机器人提供可靠稳定的吸附力,解决了爬壁机器人在曲面工作的稳定可靠性。其次,面向在风电塔筒爬壁的迅速性,设计了爬壁机器的驱动系统,采用了双电机驱动,使得机器人具有移动的灵活性。利用Solid Works软件建立了爬壁机器人的三维模型。建立了数学模型,对爬壁机器人进行了静力学特性分析,为设计磁吸附力大小提高了依据;利用ADAMS软件对爬壁机器人进行动力学分析与仿真,验证了机器人运动性能。再次,面向风电塔筒爬行的稳定性,对比了几种磁吸附结构并进行了有限元拟合分析,最后采用了一种吸附能力比较强的永磁吸附结构,建立了吸附磁场力学模型,研究磁路的各个参数对吸附力的影响,采用有限元分析软件Ansoft对永磁吸附结构进行了仿真和分析,选取了磁吸附结构的最优参数,确定了爬壁机器人的最终吸附结构。最后,搭建爬壁机器人的样机,对爬壁机器人进行各项测验,通过测试,验证了爬壁机器人的各项性能,满足了在风电塔筒壁面稳定爬行的要求。
盛立波[9]（2020）在《锅炉水冷壁面检测机器人本体设计与实验研究》文中研究指明火力发电是我国最重要的发电方式。火电厂在非计划停工的原因中,锅炉事故占70%以上,其中一半事故是由于锅炉管壁破裂引起的。因此,锅炉水冷壁管的定期检查对机组的安全运行至关重要。目前,国内火电厂普遍采用人工方式检测水冷壁厚度,效率不高,并且会中断企业的连续生产,降低生产效率,给企业带来巨大的经济损失。爬壁机器人技术的发展为水冷壁检测的自动化和高效率提供了新的技术方向。但目前国内外已经研制的爬壁机器人,无法应用于具有防磨梁结构的水冷壁面的检测。而防磨梁结构,在国内循环流化床锅炉中被普遍采用。因此,有必要针对防磨梁结构,设计一种可对其进行越障的爬壁机器人,作为水冷壁检测传感器的载具。本文针对防磨梁结构,提出了一种基于永磁吸附的壁面越障机器人的设计方案,进行了以下具体工作:（1）根据机器人的实际工况需求,进行爬壁机器人的设计,在传统爬壁机器人的基础上,增加了壁面越障功能和管壁间移动能力。引入多指标综合评价方法,对所设计的机器人方案进行综合评价,检验设计过程的科学性。（2）根据机器人工作环境和功能要求,分析并校核了对所设计的壁面越障机器人在壁面工作的吸附力,分析机器人在壁面上的运动情况,对越障运动和管壁间移动进行分析验证,确保机器人在壁面上的可靠运行。（3）设计了爬壁机器人的驱动控制方案,将Arduino作为下位机,利用树莓派搭建服务端,通过服务端响应外部请求,调用Arduino下位机向电机发送驱动指令,使机器人能够响应客户端请求并产生动作。同时提供了网页端和桌面端两种控制界面以适应不同客户端的操作需求。（4）对所设计的机器人样机进行试制、组装与调试,利用前述设计的无线控制平台,根据越障所需的步态时序控制机器人,检验其在防磨梁越障和管壁间运动能力。验证了机器人的结构设计和控制方案的可行性。
周依霖[10]（2019）在《轮腿复合爬壁焊接机器人研制与动力学特性研究》文中认为实现大型钢结构件的现场焊接自动化是缩短焊接制造周期,降低焊接制造成本,改善焊接制造质量的关键。爬壁机器人能够携带作业工具在多种形式的壁面上实现移动作业,在作业灵活性和柔性等方面具有很大的优势,将爬壁机器人技术与自动焊接技术相结合,成为解决大型钢结构件的现场自动化焊接难题的有效途径。本文在总结和分析国内外爬壁机器人技术的基础上,针对大型钢结构件的现场焊接环境特点和实际焊接作业需求,研制了一种永磁吸附轮腿复合爬壁焊接机器人,并对机器人的移动吸附原理、理论设计与优化、运动学和动力学建模分析等相关理论和技术进行了深入研究。针对爬壁焊接机器人设计中面临的平稳移动与环境适应、可靠吸附与灵活运动的矛盾问题,结合腿足式移动机构复杂环境的适应性、轮式移动机构连续平稳的移动性以及非接触式永磁吸附系统吸附力的可控性特点,提出了非接触式永磁吸附系统与轮腿复合移动机构相结合的爬壁机器人构型方案。为了实现机器人对焊枪位置和姿态的灵活、精确控制,提出了包含2个移动关节和2个转动关节的焊接执行机构构型方案。基于上述构型方案,设计了包括摆动轮腿机构、升降轮腿机构、柔性车架和焊接执行机构在内的爬壁焊接机器人本体结构。为了验证机器人结构设计的合理性,分别对机器人的附着能力、移动能力和环境适应能力进行了分析。永磁吸附系统的性能直接关系到爬壁焊接机器人的附着稳定性、壁面适应性和运动灵活性。通过对机器人在越障和壁面过渡两种运动形式下的稳定附着条件进行分析,得到了维持机器人稳定附着永磁吸附系统所需满足的最小吸附力要求,确定了永磁吸附单元的吸附力设计值。通过对磁性材料和磁路结构型式的分析与比较,设计了永磁吸附单元的磁路结构。结合有限元方法,对永磁吸附单元在平直壁面和凹凸柱面吸附时的吸附性能分别进行了分析,并对吸附单元的结构参数进行了优化。针对机器人可能存在的摆腿失稳问题,结合永磁吸附单元的吸附力调节特性,对吸附单元的安装参数进行了优化。基于内平衡吸附原理,设计了一种内平衡弹簧机构,利用非线性弹簧的弹力平衡中部永磁吸附单元的吸附力,解决了因吸附力过大而造成的丝杆机构驱动困难的问题。运动学和动力学的建模分析是实现爬壁焊接机器人运动控制的基础。针对机器人结构的复杂性和特殊性,将机器人本体划分为焊接执行机构和轮腿复合移动机构两个部分。采用Denavit-Hartenberg方法,建立了焊接执行机构的运动学模型,推导了执行机构的运动学正逆解。采用Sheth-Uicker方法,并通过引入瞬时重合坐标系,分析了轮腿复合移动机构与轮腿机构关节及驱动轮之间的运动关系,建立了移动机构的通用运动学模型,推导了移动机构的运动学未知参数解和逆运动学执行方程。在此基础上,通过速度矢量方法,建立了机器人整体运动学模型。针对机器人越障和壁面过渡轮腿复合运动,基于运动学模型推导出运动约束方程,利用Routh方程建立了机器人的动力学模型,分析了机器人腿部关节和驱动轮之间的驱动力矩关系。针对机器人轮式滑动转向运动,分析了机器人任意姿态下驱动轮支持力的分布;基于车辆动力学理论中的轮胎离散模型,分析了驱动轮与壁面之间的摩擦力学特性;在此基础上,利用Newton-Euler方程建立了机器人瞬态和稳态转向动力学模型,分析了不同壁面倾角下机器人转向运动过程中运动学、动力学参数的变化规律,以及机器人结构参数对转向动力特性的影响。最后,采用分级和模块化思想,设计了由上位机监控系统和下位机主控系统构成的机器人控制系统。研制了爬壁焊接机器人样机,并对其进行了实验研究,包括壁面附着、壁面转向、壁面适应和壁面越障实验。实验结果表明,机器人具有良好的附着能力、移动能力和环境适应能力,证明了本文在机器人设计和理论分析方面的正确性与合理性。
二、磁性轮式球罐焊接机器人机械结构设计与分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁性轮式球罐焊接机器人机械结构设计与分析（论文提纲范文）
（1）轻量化负压爬壁机器人的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外爬壁机器人研究现状 |
| 1.2.1 国外负压爬壁机器人研究现状 |
| 1.2.2 国内负压爬壁机器人研究现状 |
| 1.3 爬壁机器人未来发展趋势 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 爬壁机器人总体结构设计 |
| 2.1 爬壁机器人设计要求 |
| 2.2 爬壁机器人执行方案选择 |
| 2.2.1 爬壁机器人吸附方式选择 |
| 2.2.2 爬壁机器人移动方式选择 |
| 2.2.3 爬壁机器人密封方式选择 |
| 2.3 爬壁机器人机械结构设计 |
| 2.3.1 爬壁机器人整体框架 |
| 2.3.2 爬壁机器人吸附机构设计 |
| 2.3.3 爬壁机器人移动机构设计 |
| 2.3.4 爬壁机器人密封装置设计 |
| 2.3.5 爬壁机器人降噪装置设计 |
| 2.3.6 爬壁机器人整体结构设计 |
| 2.4 爬壁机器人运动力学分析 |
| 2.4.1 爬壁机器人静力学分析 |
| 2.4.2 爬壁机器人动力学分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 离心风扇流场模拟分析 |
| 3.1 离心风扇系统模型前处理 |
| 3.1.1 离心风扇三维模型 |
| 3.1.2 仿真模型建立 |
| 3.1.3 网格划分和设置边界 |
| 3.2 仿真模型参数设置 |
| 3.2.1 物理模型选择 |
| 3.2.2 边界条件设定 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.3.1 离心风扇内部流场特性分析 |
| 3.3.2 叶片个数对风扇气动性能的影响 |
| 3.3.3 出口角对风扇气动性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 爬壁机器人控制系统硬件设计 |
| 4.1 硬件器件选型 |
| 4.1.1 主控芯片选型 |
| 4.1.2 电机驱动芯片选型 |
| 4.1.3 负压传感器选型 |
| 4.1.4 WIFI无线通讯模块选型 |
| 4.1.5 电源选型 |
| 4.2 Altium Designer软件介绍 |
| 4.3 硬件电路设计 |
| 4.3.1 硬件模块组成 |
| 4.3.2 主控模块 |
| 4.3.3 电源模块 |
| 4.3.4 无线通讯模块 |
| 4.3.5 电机驱动模块 |
| 4.3.6 风机驱动模块 |
| 4.3.7 摄像头模块 |
| 4.4 主控制板 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 爬壁机器人控制系统软件设计 |
| 5.1 软件程序设计 |
| 5.1.1 主程序设计 |
| 5.1.2 无线通讯程序设计 |
| 5.1.3 电机驱动程序设计 |
| 5.1.4 风机驱动程序设计 |
| 5.2 上位控制端设计 |
| 5.2.1 上位机界面设计 |
| 5.2.2 无线手操器设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 爬壁机器人综合性能实验测试 |
| 6.1 负压爬壁机器人样机 |
| 6.2 爬壁机器人机动性能测试 |
| 6.2.1 速度测试 |
| 6.2.2 转向测试 |
| 6.3 爬壁机器人压力安全性测试 |
| 6.4 爬壁机器人壁面适应性测试 |
| 6.5 爬壁机器人负载能力测试 |
| 6.6 爬壁机器人爬壁角度测试 |
| 6.7 爬壁机器人噪声测试 |
| 6.8 爬壁机器人技术指标 |
| 6.9 本章总结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士论文期间发表的论文 |
（2）爬行焊接机器人在球罐自动焊接中的应用（论文提纲范文）
| 1 无轨导全位置爬行焊接机器人 |
| 1.1 爬行机的机械结构设计 |
| 1.1.1 爬行机本体 |
| 1) 履带行走系统。 |
| 2) 永磁吸附系统。 |
| 1.1.2 爬行机负载 |
| 1) 激光跟踪系统。 |
| 2) 防风系统。 |
| 3) 焊炬摆动系统。 |
| 4) 熔池观测系统。 |
| 1.2 激光跟踪传感器的设计 |
| 1.3 焊缝跟踪算法 |
| 1.3.1 焊缝激光线轮廓的预处理 |
| 1) 焊缝激光线的感兴趣区域选取。 |
| 2) 焊缝激光线轮廓的去噪。 |
| 3) 焊缝激光线线形缺失插补处理。 |
| 1.3.2 焊缝激光线特征点——拐点的提取 |
| 1) 拐点的提取方法1——搜索点到直线两边弦的距离最大点。 |
| 2) 拐点的提取方法2——利用Hough变换求出两侧拐点位置。 |
| 3) 拐点的提取方法3——利用曲线斜率计算两侧拐点位置。 |
| 1.3.3 焊缝激光线伪特征拐点的排除， 特征点准确性判断机制 |
| 1.4 焊缝跟踪控制系统 |
| 1.5 焊炬高度控制系统 |
| 2 球罐焊接工艺 |
| 2.1 球罐基本参数 |
| 2.2 打底焊接工艺测试 |
| 3 结 论 |
（3）钢结构建筑柔性探伤机器人轨迹跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 钢结构探伤机器人研究综述 |
| 1.2.1 国外钢结构健康检测机器人研究 |
| 1.2.2 国内钢结构健康检测机器人研究 |
| 1.3 柔性机器人轨迹跟踪控制研究综述 |
| 1.3.1 刚柔耦合机器人运动学研究 |
| 1.3.2 刚柔耦合机器人轨迹跟踪控制研究 |
| 1.4 本文的主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 柔性探伤机器人运动学分析与建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 柔性机器人运动学分析 |
| 2.2.1 机器人前后车体独立运动学建模 |
| 2.2.2 转向情形下的机器人钢带静力学分析 |
| 2.2.3 柔性机器人的钢带运动约束简化 |
| 2.3 柔性机器人轨迹跟踪运动学建模 |
| 2.3.1 移动机器人轨迹跟踪误差模型 |
| 2.3.2 柔性机器人轨迹跟踪运动学建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于趋近律的柔性探伤机器人滑模轨迹跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 滑模控制技术简介 |
| 3.2.1 滑模控制的基本原理 |
| 3.2.2 滑模控制的相关性质 |
| 3.3 基于传统趋近律滑模控制的机器人轨迹跟踪 |
| 3.3.1 基于Backstepping方法的滑模切换函数设计 |
| 3.3.2 基于传统趋近律的滑模轨迹跟踪控制器设计 |
| 3.4 基于改进趋近律滑模控制的机器人轨迹跟踪 |
| 3.4.1 滑模趋近律改进 |
| 3.4.2 基于改进趋近律的滑模轨迹跟踪控制器设计 |
| 3.4.3 滑模轨迹跟踪控制器稳定性证明 |
| 3.5 机器人PID轮速控制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 柔性探伤机器人控制系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 核心控制模块 |
| 4.2.1 处理器选择 |
| 4.2.2 最小系统 |
| 4.2.3 外部扩展存储 |
| 4.3 输入输出模块 |
| 4.3.1 基于ADS8341的模拟采集电路 |
| 4.3.2 编码器信号采集电路 |
| 4.3.3 PWM信号输出电路 |
| 4.3.4 姿态传感器模块 |
| 4.4 电源模块 |
| 4.4.1 电机供电7.2V模块 |
| 4.4.2 供电5V电路 |
| 4.4.3 供电3.3V电路 |
| 4.5 无线通信模块 |
| 4.6 PCB实物制作 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 不同滑模控制下的柔性探伤机器人轨迹跟踪仿真与轮速控制实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传统滑模控制器轨迹跟踪仿真 |
| 5.2.1 直线轨迹跟踪 |
| 5.2.2 圆形轨迹跟踪 |
| 5.3 改进滑模控制器轨迹跟踪仿真 |
| 5.3.1 直线轨迹跟踪 |
| 5.3.2 圆形轨迹跟踪 |
| 5.4 柔性机器人样机搭建 |
| 5.4.1 柔性机器人机械结构 |
| 5.4.2 柔性机器人控制系统硬件结构 |
| 5.5 柔性机器人样机轮速控制实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参加的科研项目 |
| 学位论文数据集 |
（4）舱内焊接磁吸附履带式机器人设计与行走路径规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究情况 |
| 1.2.1 爬壁机器人研究情况 |
| 1.2.2 越障机器人研究现状 |
| 1.2.3 焊接机器人研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 面向船舱焊接的履带式机器人的结构设计 |
| 2.1 机器人功能分析及需求说明 |
| 2.2 机器人设计方案 |
| 2.2.1 吸附方式 |
| 2.2.2 运动方式 |
| 2.2.3 驱动方式 |
| 2.2.4 传动方式 |
| 2.2.5 越障机构 |
| 2.2.6 总体方案设计 |
| 2.3 机器人本体结构设计 |
| 2.3.1 机器人主体结构设计 |
| 2.3.2 驱动与传动设计 |
| 2.3.3 吸附机构设计 |
| 2.3.4 越障机构设计 |
| 2.4 机械臂参数 |
| 2.5 电机以及减速器选型 |
| 2.6 部分零部件的力学校核 |
| 2.7 本章总结 |
| 3 机器人受力分析 |
| 3.1 壁面静力学分析 |
| 3.1.1 竖直壁面竖直下滑 |
| 3.1.2 爬壁机器人绕A点纵向翻转 |
| 3.1.3 爬壁机器人横向翻转 |
| 3.2 越障分析 |
| 3.2.1 壁面过渡 |
| 3.2.2 翻越障碍 |
| 3.2.3 静力学分析总结 |
| 3.3 机器人壁面动力学分析 |
| 3.3.1 机器人直线行走动力学分析 |
| 3.3.2 机器人转弯动力学分析 |
| 3.3.3 动力学分析总结 |
| 3.4 本章总结 |
| 4 磁力吸附分析与仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型定义 |
| 4.3 模型建立 |
| 4.4 基于COMSOL的永磁体仿真分析 |
| 4.4.1 永磁体磁场分析 |
| 4.4.2 永磁体结构分析 |
| 4.5 本章总结 |
| 5 机器人在船舱内的路径规划 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 环境地图建立方法 |
| 5.2.1 栅格法 |
| 5.2.2 可视图法 |
| 5.2.3 拓扑图法 |
| 5.2.4 地图建立方式选择 |
| 5.3 基于Dijkstra算法的移动机器人路径规划 |
| 5.3.1 Dijkstra算法简介 |
| 5.3.2 Dijkstra数学模型 |
| 5.4 本章总结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）水电站压力钢管爬壁机器人定位与控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 爬壁机器人研究现状 |
| 1.2.1 爬壁机器人概述 |
| 1.2.2 磁吸附爬壁机器人国内外研究现状 |
| 1.3 移动机器人定位算法研究现状 |
| 1.3.1 移动机器人定位算法概述 |
| 1.3.2 移动机器人视觉定位算法国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要内容与章节安排 |
| 1.4.1 主要内容 |
| 1.4.2 章节安排 |
| 第二章 爬壁机器人硬件平台搭建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 总体机械结构方案 |
| 2.3 爬壁机器人吸附模块及自适应行走方案 |
| 2.3.1 吸附模块 |
| 2.3.2 自适应行走方案 |
| 2.4 爬壁机器人电气系统 |
| 2.4.1 电气系统框架 |
| 2.4.2 工控机选型 |
| 2.4.3 控制器选型 |
| 2.4.4 驱动器选型 |
| 2.4.5 2D与3D相机选型 |
| 2.4.6 云台摄像头与辅助云台照明设备 |
| 2.4.7 爬壁机器人远程通讯与控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 视觉定位技术基础 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相机的运动与位姿表示 |
| 3.3 相机成像 |
| 3.4 相机位姿计算与非线性优化 |
| 3.4.1 视觉里程计概述 |
| 3.4.2 优化问题构建 |
| 3.4.3 优化问题求解与g2o |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 爬壁机器人定位算法设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于轮式里程计和陀螺仪的定位算法设计 |
| 4.2.1 惯性传感器选型 |
| 4.2.2 爬壁机器人运动模型 |
| 4.3 基于单目相机的视觉定位算法框架 |
| 4.4 特征点提取 |
| 4.4.1 关键点提取与描述子计算 |
| 4.4.2 特征点提取均匀化 |
| 4.5 初始化模块 |
| 4.5.1 初始化流程 |
| 4.5.2 三角式图像裁剪 |
| 4.5.3 初始化特征点匹配 |
| 4.6 定位与环境地图构建模块 |
| 4.6.1 定位模块流程 |
| 4.6.2 图像预处理 |
| 4.6.3 位姿计算 |
| 4.6.4 环境地图构建流程 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 控制系统开发及实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 下位机控制程序开发 |
| 5.3 上位机用户软件开发 |
| 5.3.1 软件开发工具简介 |
| 5.3.2 用户软件开发模型 |
| 5.3.3 用户软件框架 |
| 5.3.4 用户软件各模块设计与实现 |
| 5.4 上位机与下位机通信 |
| 5.5 运动控制实验及分析 |
| 5.6 视觉定位实验及分析 |
| 5.6.1 相机内参数矩阵标定 |
| 5.6.2 爬壁机器人与相机外参标定 |
| 5.6.3 视觉定位实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作与创新点 |
| 6.1.1 主要工作 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（6）水下船体除污机器人关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 除污爬壁机器人载体结构方案选择与设计 |
| 2.1 除污爬壁机器人载体结构方案设计 |
| 2.1.1 吸附方式的选择 |
| 2.1.2 运动方式的选择 |
| 2.1.3 驱动方式的选择 |
| 2.1.4 清洗方式的选择 |
| 2.1.5 除污爬壁机器人载体模块的基本结构 |
| 2.2 三轮式磁吸爬壁机器人结构设计 |
| 2.2.1 结构设计 |
| 2.2.2 工作原理 |
| 2.2.3 优点概述 |
| 2.3 四轮偏心式爬壁机器人结构设计 |
| 2.3.1 结构设计 |
| 2.3.2 工作原理 |
| 2.3.3 优点概述 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 四轮式空化射流机器人 |
| 3.1 总体结构设计 |
| 3.1.1 载体模块设计 |
| 3.1.2 除污模块设计 |
| 3.2 工作模式 |
| 3.3 工作原理 |
| 3.3.1 操作方式 |
| 3.3.2 工作过程 |
| 3.4 优点概述 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 除污爬壁机器人控制系统设计 |
| 4.1 爬壁机器人控制系统设计要求 |
| 4.2 爬壁机器人控制系统设计原则 |
| 4.3 爬壁机器人控制系统总体方案 |
| 4.3.1 系统总体结构形式 |
| 4.3.2 系统总体架构形式 |
| 4.4 爬壁机器人控制系统硬件设计 |
| 4.4.1 爬壁机器人控制系统硬件整体设计 |
| 4.4.2 主控芯片的性能要求和选择 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）五自由度混联抛光机器人系统的开发及力控制关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关的研究现状及分析 |
| 1.2.1 一体式抛光机器人 |
| 1.2.2 恒力控制装置结构 |
| 1.2.3 恒力控制策略 |
| 1.3 机器人力控制方法的研究意义 |
| 1.4 论文的研究目的与主要内容 |
| 2 机械结构和控制系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 抛光机器人的机械结构 |
| 2.2.1 抛光机器人的主体机械结构和特点 |
| 2.2.2 主、被动结合的恒力控制机械结构设计 |
| 2.2.3 抛光机器人的工作原理 |
| 2.3 抛光机器人的控制系统设计 |
| 2.3.1 控制系统的性能要求 |
| 2.3.2 控制系统的总体设计 |
| 2.3.3 控制系统硬件的设计与选型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 运动学和抛光力学模型构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿生构型设计 |
| 3.3 抛光机器人运动学分析 |
| 3.3.1 机器人运动学正解 |
| 3.3.2 机器人运动学逆解 |
| 3.4 抛光力学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 虚拟仿真和实验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ADAMS中抛光机器人的模型 |
| 4.3 仿真实验分析 |
| 4.3.1 接触模型的建立 |
| 4.3.2 仿真分析 |
| 4.4 抛光实验数据分析 |
| 4.4.1 标定实验 |
| 4.4.2 抛光正压力控制实验的研究 |
| 4.4.3 抛光正压力实验数据及结果的分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于强化学习的控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 深度Q学习算法 |
| 5.2.1 控制策略的马尔科夫建模 |
| 5.2.2 深度Q学习策略控制 |
| 5.3 基于强化学习的抛光控制策略 |
| 5.3.1 抛光环境模型的设计 |
| 5.3.2 抛光恒力控制策略 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（8）面向风电塔筒检测的爬壁机器人结构设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 课题研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状及发展动态 |
| 1.3.1 爬壁机器人国外发展及应用 |
| 1.3.2 爬壁机器人国内发展及应用 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第二章 风电塔筒检测爬壁机器人结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 爬壁机器人设计目标 |
| 2.2.1 爬壁机器人工作环境 |
| 2.2.2 爬壁机器人主要的技术指标 |
| 2.3 爬壁机器人总体结构方案设计 |
| 2.3.1 爬壁机器人吸附方案设计 |
| 2.3.2 爬壁机器人移动方案设计 |
| 2.3.3 爬壁机器人驱动方案设计 |
| 2.3.4 爬壁机器人检测方案设计 |
| 2.4 爬壁机器人机构设计 |
| 2.4.1 爬壁机器人结构设计模块划分 |
| 2.4.2 爬壁机器人本体行走结构设计 |
| 2.4.3 爬壁机器人本体驱动机构设计 |
| 2.4.4 爬壁机器人吸附结构设计 |
| 2.4.5 爬壁机器人检测结构设计 |
| 2.5 爬壁机器人安全防护装置 |
| 2.6 爬壁机器人的本体结构 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 风电塔筒检测爬壁机器人力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 爬壁机器人静力学分析 |
| 3.2.1 静止状态吸附受力分析 |
| 3.2.2 运动状态吸附受力分析 |
| 3.3 爬壁机器人动力学仿真分析 |
| 3.3.1 爬壁机器人向上爬行动力学仿真及分析 |
| 3.3.2 爬壁机器人转向动力学仿真及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 风电塔筒检测爬壁机器人磁性研究分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 永磁吸附磁场的力学模型建立 |
| 4.3 磁吸附模块磁场模拟与仿真分析 |
| 4.3.1 磁场仿真模拟 |
| 4.3.2 磁场结构分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 风电塔筒检测爬壁机器人样机及实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样机制作 |
| 5.3 控制系统搭建 |
| 5.4 爬壁机器人性能实验 |
| 5.4.1 塔筒曲面贴合实验 |
| 5.4.2 磁吸附装置吸附实验 |
| 5.4.3 机动能力实验 |
| 5.4.4 越障能力实验 |
| 5.4.5 负载能力实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 1.学术论文 |
| 2.专利 |
| 致谢 |
（9）锅炉水冷壁面检测机器人本体设计与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 爬壁机器人的研究概况 |
| 1.3.1 基于负压/真空吸附的爬壁机器人 |
| 1.3.2 基于仿生吸附的爬壁机器人 |
| 1.3.3 基于磁吸附的爬壁机器人 |
| 1.3.4 现状分析 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 1.5 本章小节 |
| 第二章 机器人总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人功能分析与需求说明 |
| 2.3 机器人系统方案分析和选择 |
| 2.3.1 吸附方式的选择 |
| 2.3.2 移动方式分析与选择 |
| 2.3.3 驱动方式分析与选择 |
| 2.3.4 越障方案设计 |
| 2.4 机器人方案设计 |
| 2.4.1 机器人总体结构 |
| 2.4.2 移动及越障方案 |
| 2.4.3 管壁间移动方案 |
| 2.4.4 传感器越障方案 |
| 2.5 机器人方案设计评价 |
| 2.5.1 多指标综合评价 |
| 2.5.2 方案设计评价 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 磁吸附稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 永磁轮设计与分析 |
| 3.2.1 永磁材料的选择 |
| 3.2.2 永磁轮磁路设计 |
| 3.2.3 永磁体磁场分析 |
| 3.3 永磁轮有限元磁场仿真分析 |
| 3.3.1 ANSYS及有限元法简介 |
| 3.3.2 磁场仿真 |
| 3.3.3 实际测试磁轮在管壁面的吸附力 |
| 3.4 壁面静力学分析 |
| 3.4.1 越障过程可靠吸附条件 |
| 3.4.2 管壁间移动过程受力情况 |
| 3.5 越障电机分析与选型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 运动学和动力学特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 越障过程运动学分析 |
| 4.3 壁面移动过程运动和动力学分析 |
| 4.3.1 单轮壁面运动分析 |
| 4.3.2 移动平台运动学建模 |
| 4.3.3 壁面直行动力学研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 样机试制与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样机试制 |
| 5.2.1 轮组抬升机构 |
| 5.2.2 传感器越障机构 |
| 5.2.3 水冷壁试验台 |
| 5.3 驱动控制方案 |
| 5.3.1 电机驱动方案 |
| 5.3.2 设备无线控制方案 |
| 5.4 机器人越障与管壁间移动实验 |
| 5.4.1 移动越障实验 |
| 5.4.2 管壁间移动实验 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）轮腿复合爬壁焊接机器人研制与动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 大型钢结构件现场自动化焊接研究现状 |
| 1.2.1 现场焊接机器人研究现状 |
| 1.2.2 现场焊接环境特点 |
| 1.3 爬壁机器人研究现状 |
| 1.3.1 爬壁机器人类型及特点 |
| 1.3.2 永磁吸附爬壁机器人 |
| 1.3.3 爬壁机器人环境适应技术 |
| 1.3.4 需解决的关键技术问题 |
| 1.4 本文主要研究内容与组织结构 |
| 第2章 轮腿复合爬壁焊接机器人机械系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人设计要求及构型研究 |
| 2.2.1 设计要求 |
| 2.2.2 构型研究 |
| 2.3 机器人本体结构设计 |
| 2.3.1 摆动轮腿机构设计 |
| 2.3.2 升降轮腿机构设计 |
| 2.3.3 柔性车架设计 |
| 2.3.4 焊接执行机构设计 |
| 2.4 机器人功能分析 |
| 2.4.1 附着能力 |
| 2.4.2 移动能力 |
| 2.4.3 非结构焊接环境的特征提取与简化 |
| 2.4.4 壁面适应能力 |
| 2.4.5 越障能力 |
| 2.4.6 壁面过渡能力 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 轮腿复合爬壁焊接机器人永磁吸附系统优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人壁面稳定附着条件分析 |
| 3.2.1 机器人质心位置分析 |
| 3.2.2 机器人越障稳定附着条件分析 |
| 3.2.3 机器人壁面过渡稳定附着条件分析 |
| 3.2.4 永磁吸附单元吸附力总体要求 |
| 3.3 永磁吸附单元磁路设计 |
| 3.3.1 永磁材料的选择 |
| 3.3.2 软磁材料的选择 |
| 3.3.3 磁路结构的选择 |
| 3.4 永磁吸附单元有限元分析及优化设计 |
| 3.4.1 永磁吸附单元结构参数优化 |
| 3.4.2 永磁吸附单元安装参数优化 |
| 3.5 内平衡弹簧机构设计 |
| 3.5.1 内平衡吸附原理 |
| 3.5.2 非线性弹簧机构设计 |
| 3.6 永磁吸附系统实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 轮腿复合爬壁焊接机器人运动学建模与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 运动学建模方法概述 |
| 4.2.1 Denavit-Hartenberg方法 |
| 4.2.2 Sheth-Uicker方法 |
| 4.3 焊接执行机构运动学建模 |
| 4.3.1 坐标系建立及坐标变换关系描述 |
| 4.3.2 执行机构正运动学 |
| 4.3.3 执行机构逆运动学 |
| 4.4 轮腿复合移动机构运动学建模 |
| 4.4.1 坐标系定义及坐标变换关系描述 |
| 4.4.2 齐次变换矩阵时序分析 |
| 4.4.3 移动机构正运动学 |
| 4.4.4 移动机构逆运动学 |
| 4.5 机器人整体运动学建模与分析 |
| 4.5.1 机器人整体运动学模型 |
| 4.5.2 机器人90°折线角焊缝焊接运动仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 轮腿复合爬壁焊接机器人动力学建模与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动力学建模方法概述 |
| 5.3 机器人越障动力学建模与分析 |
| 5.3.1 越障运动学模型 |
| 5.3.2 越障动力学模型 |
| 5.3.3 仿真分析 |
| 5.4 机器人壁面过渡动力学建模与分析 |
| 5.4.1 壁面过渡运动学模型 |
| 5.4.2 壁面过渡动力学模型 |
| 5.4.3 仿真分析 |
| 5.5 机器人轮式滑动转向动力学建模与分析 |
| 5.5.1 轮式滑动转向运动学模型 |
| 5.5.2 轮式滑动转向动力学模型 |
| 5.5.3 仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 轮腿复合爬壁焊接机器人控制系统设计及实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 机器人控制系统设计 |
| 6.2.1 控制系统总体设计 |
| 6.2.2 控制系统硬件结构 |
| 6.2.3 控制系统软件结构 |
| 6.3 机器人实验研究 |
| 6.3.1 机器人样机 |
| 6.3.2 壁面附着实验 |
| 6.3.3 壁面转向实验 |
| 6.3.4 壁面适应实验 |
| 6.3.5 壁面越障实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文完成的主要工作 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 下一步的工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 轮腿复合爬壁焊接机器人运动学建模与分析 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
四、磁性轮式球罐焊接机器人机械结构设计与分析（论文参考文献）
- [1]轻量化负压爬壁机器人的设计与研究[D]. 余凡. 昆明理工大学, 2021
- [2]爬行焊接机器人在球罐自动焊接中的应用[J]. 冯消冰,潘际銮,高力生,田伟,魏然,潘百蛙,陈永,陈苏云. 清华大学学报(自然科学版), 2021(10)
- [3]钢结构建筑柔性探伤机器人轨迹跟踪控制研究[D]. 王国栋. 浙江工业大学, 2020
- [4]舱内焊接磁吸附履带式机器人设计与行走路径规划[D]. 陈雨. 哈尔滨商业大学, 2020(12)
- [5]水电站压力钢管爬壁机器人定位与控制系统研究[D]. 周旭龙. 上海交通大学, 2020(01)
- [6]水下船体除污机器人关键技术研究[D]. 王宇霆. 大连理工大学, 2020(02)
- [7]五自由度混联抛光机器人系统的开发及力控制关键技术研究[D]. 张活俊. 五邑大学, 2020(12)
- [8]面向风电塔筒检测的爬壁机器人结构设计与分析[D]. 王维鹏. 河北工业大学, 2020
- [9]锅炉水冷壁面检测机器人本体设计与实验研究[D]. 盛立波. 浙江工业大学, 2020(08)
- [10]轮腿复合爬壁焊接机器人研制与动力学特性研究[D]. 周依霖. 南昌大学, 2019(01)