飞机表面清洗机器人结构设计与分析

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1、摘要摘要机器人化工程机械是机器人应用领域的一个重要发展方向，也是提升机械产品竞争力的一个重要手段。目前国内外已经出现了许多机器人化的工程机械产品，带来了显著的经济效益和社会效益。本文基于机器人化工程机械的设计思想，对飞机表面清洗年进行了机器人化研究，所研究设计的飞机表面清洗机器人属于特种作业机器人范畴，该机器人具有广阔的应用前景。本文以飞机表面清洗机器人为研究对象，采用机器人技术、计算机仿真技术和多刚体动力学理论，对飞机表面清洗机器人若干关键技术问题进行了深入细致的分析和研究。研究的主要内容包括以下

2、几部分：1、论文系统综述了国内外机器人技术、飞机表面清洗技术的研究状况利发展趋势，在国内首次对机器人化飞机表面清洗车及其相关技术的研究现状和主要研究问题进行了深入分析，为飞机表面清洗机器人的进一步研究奠定了坚实的基础。2、论文对飞机表面清洗机器人本体结构方案进行了研究和设计。主要对机器人载车、手臂机械结构、整机动力性能及稳定性等关键技术进行了系统的研究。飞机表面清洗机器人是飞机场重要的设备。而臂架系统是飞机表面清洗机器人重要的工作部件之一，要求臂架系统具有较高的整体刚度和强度、良好的工作适应性和可靠

3、性。同时利用SolidWorks软件对机器人手臂最危险工况下的结构强度进行了有限元分析，确保了机器人结构设计的合理性。可以说这项研究为机器人开辟了一个新的应用领域。3、本文主要针对飞机表面清洗机器人臂架系统、回转机构等进行了设计，同时运用软件对飞机表面清洗机器人的结构进行了建模、运动仿真和结构分析。利用SOLIDWORKS进行飞机表面清洗机器人的臂架、转塔、支腿的设计,建立了飞机表面清洗机器人的模型，并进行虚拟装配及运动仿真。建立的几何模型为后续分析提供模型数据。利用SOLIDWORKS建立的几何模

4、型数据进行有限元分析，经过简化建立有限元模型，对部分重要结构进行了结构分析，提高了结构的强度及合理性。4、57摘要论文对飞机表面清洗机器人运动学进行了研究。飞机表面清洗机器人属于多冗余自由度空间机构，这就决定了手臂位姿具有不确定性。运动学设计是保证机器人在飞机表面进行平稳、有规律运动的关键技术。本文利用冗余度机器人运动学理论推导了飞机表面清洗机器人的运动学方程，计算了机器人运动方程的正解，推导了机器人的雅可比矩阵，对清洗机器人手臂进行了速度分析，为该机器人的工程应用提供了设计理论依据和基础。5、本文

5、运用了现代设计方法。并行设计提高了整车一次设计成功的概率，缩短了从设计到整车试制成功的周期，可为企业赢得市场和利润。6、对全文进行了总结，并对今后的研究工作进行了展望。关键词飞机表面清洗机器人运动学结构分析57摘要AbstractRobotizedengineeringmachinesareimportantdevelopmenttrendsintheapplyingofrobots．Atpresent，withtheappearanceofmanyrobotizedengineeringmachi

6、nes，theyhavebroughtremarkableeconomicandsocialbenefits．Thispaperstudiesrobotizationofaircraft’ssurfacecleaningvehiclesbasedontheideaofrobotizationofengineeringmachines，theaircraft’ssurfacecleaningrobotasaspecialtypeofworkingrobotwillbewidelyused．Thispa

7、perelabocatesonsomekeytechnologyofaircraft’ssurfacecleaningrobotbasedonthetechnologyofrobot，computersimulationtechnologyandmorerigidbodydynamicstechnology．Themaincontentsinthisthesisincludefiveaspectspresentedasfollows：1．Wesummarizethestatusanddevelopi

8、ngtrendsofrobottechnologyandaircraft’ssurfacecleaningtechnologyinthispaper．Forthefirsttimeweanalyzedaircraft’ssurfacecleaningrobotsandit'sstatusoftechnology,itestablishedafoundationforthestudyonaircraft’Ssurfacecleaningrobots．2．Westudya