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斜拉桥缆索检测机器人运动学及结构研究
| 论文题名： | 斜拉桥缆索检测机器人运动学及结构研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;缆索检测机器人;运动仿真;机构设计 |
| 摘要： | 缆索机器人是一种能够携带相关设备攀爬缆索并对其进行高空作业的爬行机器人。它的出现是近年来各学科技术发展、人类对生产方式不断探索和改进的必然产物。这种自动化装备不但可以完成斜拉桥缆索的检测、清洗、喷涂、彩装等任务，而且还可以应用在其它类似缆索结构的生产领域，经济效益十分可观。 本论文以实现斜拉桥缆索的智能、快速检测为目标，通过分析研究，提出了一种新型、电驱动的斜拉桥缆索检测机器人的结构方案。该机器人在设计上采用对称框架式结构，体积小、重量轻，除了能实现斜拉桥缆索的高效检测功能外，经过改装，还可以完成其它的高空作业任务。机器人的主体部分近似一个等边三角形，由三个相同型号的电机驱动，通过对称均布于本体两侧的六个轮子实现机器人的运动。机器人驱动系统采用同步带传动，检测速度要求大约为1.5m/min左右，通过各驱动轮上的编码器实现系统的闭环运动控制。 在提出总体结构方案的基础之上，本文还对机器人进行了运动学和运动同步分析，综合考虑机器人向上爬行和向下爬行的运动要求，推导出了机器人的驱动附着条件，从而对电机的选型计算和零部件的设计提供了必要的依据和参考。同时，本论文还运用了三维设计软件Pro/ENGINEENR建立了机器人的实体模型，并结合机器人的结构特点，运用该软件中的Mechanica模块对机器人的关键零部件进行了结构优化设计，使其结构达到了轻质优化的目的，大大降低了机器人机体质量。最后，在该软件的机构设计模块中对机器人进行了运动仿真分析，模拟机器人的运动过程，检验各元件之间的干涉情况和机器人的运行轨迹。 |
| 作者： | 王亚斌 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 周忆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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