新型船舶壁面除锈爬壁机器人的动力学建模与分析*(2010年)

简介：
本文针对新型船舶壁面除锈爬壁机器人进行研究，重点在于其动力学模型的建立及性能分析。通过深入探讨，为提高该类机器人的作业效率和稳定性提供了理论依据和技术支持。 设计了一种履带式永磁真空混合吸附的船舶壁面除锈爬壁机器人，该机器人的特点在于负载大、本体重，并且其负载质量和重心位置会随着爬壁高度的变化而变化。根据机器人的爬壁运动原理，建立了沿船舶壁面上升和转弯的动力学模型，并运用模糊优化理论对模型进行了优化及仿真分析。通过这些研究确定了机器人安全工作的范围，同时探讨了在不同典型爬壁高度下驱动上爬的能力。此外，在理论转矩、最大转矩以及额定转矩的不同条件下，讨论了机器人的上升高度与角度的关系。最后，研制了一台试验样机进行了包括爬壁转弯测试、固定负载的上行测试和变化负载的上行测试在内的实验验证工作。仿真结果及实际试验表明该机器人动力学优化模型是可靠的，并且其运动性能主要受到永磁吸附力和真空技术的影响。