罐壁检测爬壁机器人的设计与研究

目录

符号说明

1 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外爬壁机器人发展概况

1.2.1 磁吸附爬壁机器人

1.2.2 负压吸附爬壁机器人

1.2.3 仿生吸附爬壁机器人

1.2.4 爬壁机器人现状分析

1.3 课题的主要研究内容

2 机械本体结构与控制系统设计

2.1 机械本体结构方案设计

2.1.1 行走机构

2.1.2 动力系统

2.1.3 传动系统

2.1.4 吸附材料的选择

2.2 控制系统方案设计

2.2.1 爬壁机器人控制系统硬件整体设计

2.2.2 STM32CubeMX介绍及相关配置

2.3 本章总结

3 爬壁机器人结构优化设计与吸附力分析

3.1 静力学分析

3.2 运动学分析

3.3 动力学分析

3.4 磁铁吸附系统设计

3.4.1 磁铁与铁壁距离q

3.4.2 轭铁厚度ε

3.4.3 磁铁之间距离λ

3.5 底盘吸附力实验验证

3.6 本章总结

4 爬壁机器人结构有限元分析与多目标优化

4.1 有限元静力学分析

4.1.1 有限元静态分析理论

4.1.2 有限元静力学分析流程

4.2 模态分析

4.2.1 模态分析理论

4.2.2 模态分析过程

4.2.3 模态结果分析

4.3 底板多目标遗传算法优化分析

4.3.1 遗传算法及其基本原理

4.3.2Workbench Design Exploration概述

4.3.3 结构的优化设计流程

4.4 本章总结

5 运行轨迹联合仿真分析

5.1 直线段与圆弧段轨迹方程及偏差模型建立

5.1.1 直线段轨迹方程及偏差模型建立

5.1.2 圆弧段轨迹方程及偏差模型建立

5.2 虚拟样机技术简介

5.3 MATLAB/Simulink简介

5.4 联合仿真流程方案

5.4.1 ADAMS中爬壁机器人模型建立

5.4.2 添加约束载荷和驱动

5.4.3 建立状态变量

5.4.4 加载ADAMS/Control模块

5.4.5 控制系统的设计

5.4.6 仿真结果分析

5.5 转弯半径对爬壁机器人行走特性影响

5.5.1 仿真结果分析

5.6 本章总结

6 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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