立柱攀爬机器人的设计与研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800012硕士学位论（文学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：机械工程论文题目：立柱攀爬机器人的设计与研究英文题目：DesignandResearchofVerticalClimbingRobot学生姓名：刘旋坤导师姓名：刘志刚副教授校外导师：郭建东副教授二○一八年六月原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的

2、材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表

3、。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：内蒙古工业大学硕士学位论文摘要为了实现现代化城市建设，我国不仅大量投资城市道路建设，并且还兴建了许多大型的娱乐设施来丰富人们的文化生活和娱乐活动，例如过山车、摩天轮和跳楼机等大型娱乐设备。由于此类设备的高度通常比较高，并且长期裸露在空气中，受到雨水与雾霾等腐蚀会加快其损耗，为保障安全因此需要定期检查，防止出现事故和安全问题。本文主要针对生活中常见的金属立柱；譬如广场大灯立柱、过山车立柱、摩天轮立柱，研究开发一种立柱攀爬机器人代替人力进行立柱

4、攀爬，想要通过机器人攀爬来对高空立柱进行检测，保证及时发现金属焊缝所存在的问题，避免事故发生。通过阅读大量文献，阐述了立柱攀爬机器人在国内外的研究现状和主要使用场合。通过实际调研，根据需求设计出机器人的整体机构方案，采用混合装配建模法完成机器人整机建模，并且对机器人的抱紧机构进行运动学仿真，得到其位移、速度、加速度曲线和产生的作用力和摩擦力。设计检测平台，保证机器人可以在高空中对立柱进行全方位一周检测。为了实现机器人的自主移动，设计了机器人的定位系统和机器人的避障系统。定位系统采用GPS和里程法组合定位方式，通过卡尔曼滤波器对两种定位方式进行融合，然后通过Matla

5、b对定位系统进行仿真，得到组合定位的定位精度。机器人的避障系统采用模糊控制算法，将机器人所遇到的障碍情况进行分析，通过模糊控制实现机器人的避障功能。关键词：立柱攀爬；组合定位；卡尔曼滤波器；模糊控制I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractInordertorealizethemodernizationofcityconstructioninourcountry,theurbanroadsareincreasinginourcountry,whichhavethetendencytoraisetheheightgradually.Atthesametimeinor

6、dertoenrichpeople'sculturallifeandentertainment,manylargerecreationalfacilitieswerebuilt,suchasrollercoasters,Ferriswheel,andjumpoffabuildingmachineandsoon.Thefacilitiesareusuallyhigh,duetolong-termbareintheair,rainandfoghazecanacceleratethecorrosionloss.Forsecurity,needregularchecktop

7、reventaccidentsandsafetyproblems.Thisarticlemainlyaimsatcommonmetalpillarinlife,Suchassquareheadlightspillar,rollercoasterpillarandFerriswheelstud,researchanddevelopacolumnclimbingrobotinsteadofmanpower,andthenthroughthecolumnclimbingrobot,discovertheproblemsthatareexistingintheweldm