铁基罐体表面爬壁机器人的研制

由天下分享时间：2025/1/22 23:45:42 加入收藏我要投稿点赞

摘要

本文应用Solid works三维造型软件，实现了对铁基罐体表面爬行机器人机械结构设

计。应用89S52单片机实现了其控制系统的设计，从而完成了铁基罐体表面爬行机器人系统。在该系统中，机器人控制主要有手持操作盒完成。在本系统中，用户可以输入机器人运行速度、运行距离等参数，控制机器人的运动并且可以通过LED数码管组成的屏幕观看机器人的运动状况。在论文中并对铁基罐体表面爬行机器人的表面适应能力、转向灵活性进行了分析。

关键词：89S52；铁基罐体；机器人

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ABSTRACT

The robot was use Solid works three-dimensional model software, is it creep the

mechanical structural design of the robot the body surface to iron base pot to realize. Use 89S52 one-chip computer realize design of control system their, finish iron base pot creep the robot system the body surface. In this system, the robot controls and holds and operates the box to finish mainly. Among system this, user can input robot operation speed, operate from, etc. the parameter, control sport of robot and can watch the sport state of the robot through LED number screen made up to in charge of. Is it creep surface adaptive capacity of robot, turn to iron base pot to flexibility analyses the body surface to combine among thesis.

Key words: 89S52；Iron base pot; robot

}

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摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------------I ABSTRACT--------------------------------------------------------------------------------------------------II 1. 绪论--------------------------------------------------------------------------------------------------------1

机器人系统概论------------------------------------------------------------ ----------------------1

机器人发展状况-------------------------------------------------------------------1 机器人的应用与发展趋势-------------------------------------------------------2

课题任务-------------------------------------------------------------------------------------------3

课题背景和研究意义--------------------------------------------------------------3 本论文的主要工作任务及目标--------------------------------------------------4

2. |

总体结构-------------------------------------------------------------------------------------------------6 结构概述--------------------------------------------------------------------------------------------6 结构组成--------------------------------------------------------------------------------------------6

4. 机械结构设计-------------------------------------------------------------------------------------------8

4.1 履带轮的设计--------------------------------------------------------------------------------------8 4.2 履带的设计-----------------------------------------------------------------------------------------9 4.3 张紧机构的设计------------------------------------------------------------------------ ----------9 4.表面适应能力分析--------------------------------------------------------------------------------------12

力学模型-------------------------------------------------------------------------------------------12 影响爬壁机器人壁面适应能力的因素-------------------------------------------------------12

（

履带与壁面的贴和系数-------------------------------------------------------------12 载荷分散系数-------------------------------------------------------------------------13

提高壁面爬行机器人壁面适应能力的措施-------------------------------------------------13

适当加长履带和使用张紧轮--------------------------------------------------------13

采用后轮驱动的方式-----------------------------------------------------------------14 前面从动轮采用浮动支撑-----------------------------------------------------------15 载荷分散机构--------------------------------------------------------------------------15 平行四边形结构-----------------------------------------------------------------------16

5.转向灵活性分析------------------------------------------------------------------------------------------18

爬壁机器人静力学分析--------------------------------------------------------------------------18

—

爬壁机器人转弯运动分析-----------------------------------------------------------------------19 爬壁机器人人转弯动力学分析-----------------------------------------------------------------19 爬壁机器人运动灵活性定义与分析---------------------------------------------------------21

转向灵活性的定义-------------------------------------------------------------------21 大半径转向灵活性的分析----------------------------------------------------------21

6.控制系统设计--------------------------------------------------------------------------------------------23

爬壁机器人的工作环境-------------------------------------------------------------------------23 单片机驱动部分----------------------------------------------------------------------------------23 显示部分-------------------------------------------------------------------------------------------24 传感器部分----------------------------------------------------------------------------------------26

7.结论-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29 附件-----------------------------------------------------------------------------------------------------------30 参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------------------35 致谢-----------------------------------------------------------------------------------------------------------36

(

1 绪论

机器人系统概论

机器人发展状况

机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，同时也加强了本国的经济的发展。

在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人已经推广，成为主流安装

机型，第三代智能机器人已占有一定比重（占日本1998年安装台数的10%，销售额的36%）。当前机器人的现状主要有一下一个方面：

（1）机械结构

①

以关节型为主流，80年代发明的适用于装配作业的平面关节型机器人约占总数量的1/3。90年代初开发的适应与窄小空间、快节奏、360°全工作范围的垂直关节型机器人大量应用于焊接和上、下料。 ②

应3K和汽车、建筑、桥梁等行业的需求，超大型机器人应运而生。如焊接数10米长、十吨以上大构件的弧焊机器人群，采取蚂蚁啃骨头的协作机构。 ③ ① ② ③

CAD、CAE等技术已普遍应用于设计、仿真和制造中。