玻璃幕墙清洁机器人结构设计及仿真分析

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1、中图分类号：TP113.2论文编号：HBLG2016-089UDC：密级：公开硕士学位论文玻璃幕墙清洁机器人结构设计及仿真分析作者姓名：刘南南学科名称：机械工程研究方向：机器人技术学习单位：华北理工大学学制:2.5年提交日期:2015年11月27日申请学位类别：工学硕士导师姓名：霍平教授单位：华北理工大学机械工程学院论文评阅人：路春光教授单位：华北理工大学机械工程学院王会刚教授单位：唐山学院机械系论文答辩日期：2016年02月27日答辩委员会主席：王兆申研究员关键词：结构设计；运动学分析；步态规划；ADAMS仿真唐山华北理工大学2016年3月TheAnalysis

2、ofGlassCurtainWallCleaningRobotStructureDesignandSimulationDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineeringbyLiuNannan(MechanicalEngineering)Supervisor:ProfessorHuoPingMarch,2016独创性说明本人郑重声明：

3、所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据

4、库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：□自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要爬壁机器人重要性日渐被发掘，在越来越多的领域发挥了十分重要的作用，结构设计是其中的关键技术。以爬壁机器人运动灵活、稳定，能越障为目标，提出一种运动可靠、控制简单的移动结构并对其进行了运动学分析、步态规划和仿真分析，主要工作内容如下：对玻璃幕墙清洁机器人设计了结构紧凑，单腿串联的移动结构，确定吸附结构和清洁结构。确定机器人大腿、小腿、整体高度、长度、中心机架长度等重要参数。在Solidworks中建立该机械结构的空

5、间模型，并对机器人结构进行分析，通过D-H法对机械结构中单条机械腿进行运动学理论上的正逆解研究，利用运动学推导的公式规划了该空间模型的对角步态、三角步态和横爬步态。在ADAMS仿真软件中，针对不同的步态，对机器人施加对应驱动。在对角步态下，验证机器人运动学分析理论的正确性。得出玻璃幕墙清洁机器人在三种步态下运动学结果数据、动力学结果数据。分析三种仿真步态规划下的机器人稳定性，将得到的仿真数据结果进行分析，得出步态规划最优结果。通过对仿真数据的分析验证机器人结构的合理性，运动学分析的正确性，通过动力学的仿真研究得到机器人安全可靠移动的重要参数。以运动灵活、稳定为目标

6、，分析机器人仿生尺寸结构，得出仿生结构模型的仿真数据。通过在相同对角步态下，对比仿生结构模型和原模型，得到一个合理的玻璃幕墙清洁机器人机械结构，得到运动平稳、可靠安全的步态规划。对结构设计和仿真分析具有理论指导意义。图60幅；表10个；参48篇。关键词：结构设计；运动学分析；步态规划；ADAMS仿真分类号：TP113.2-I-华北理工大学硕士学位论文AbstractTheimportanceoftheclimbingrobothasbeenexcavated,therobotplaysanimportantroleinmoreandmoreareas,andthe

7、structuredesignisthekeytechnology.Thestructuredesignisoneofthekeytechnologies.Takingflexibleandstablemovement,andcanovercomeobstaclesasagoalofwallclimbingrobot,akindofstructurewithreliablemovementandsimplecontrolisproposed,andthekinematicanalysis,gaitplanningandsimulationarecarriedout

8、.Them