导读:本文包含了除锈爬壁机器人论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:永磁操动机构,吸附机构,爬壁机器人,受力分析
除锈爬壁机器人论文文献综述
肖日宏,程以炫,蒋作舟,张芮嘉,危卫[1]（2019）在《油罐内壁除锈爬壁机器人吸附机构设计》一文中研究指出为提高在役油罐内壁除锈作业的安全性与可靠性,可采用爬壁机器人替代人工作业,在进行除锈爬壁机器人设计时,吸附机构尤为重要。考虑到爬壁机器人的作业表面为凹凸不平的锈蚀表面,以及要克服喷枪除锈的反作用力,文中设计了一种基于新型稳态永磁吸附操动机构原理的永磁吸附机构,基于传统的永磁操动机构,用永磁体代替传统永磁操动机构通过动铁芯作为驱动部件,磁力直接作用永磁体使合、分闸速度达到一致;针对传统永磁操动机构在合、分闸过程中不能准确复位问题,该永磁操动机构采用叁稳态操动机构的理念,增设刚性弹簧来达到该永磁操动机构的自锁功能,该机构通过驱动轴连接永磁吸盘进行非接触吸附,着重解决了爬壁机器人在运行过程中吸附的稳定性及工作完成后摘取的方便性。文中还研究分析在该永磁吸附机构下,爬壁机器人在壁面静态失稳状态下的吸附力分布情况及运动学分析,结果表明该永磁吸附机构能够满足油罐内壁除锈机器人的吸附与移动要求。(本文来源于《机械设计》期刊2019年07期）
陈易新,张轲[2]（2019）在《基于叁线激光的除锈爬壁机器人焊缝实时辨识方法》一文中研究指出为实现船体焊缝除锈自动化,提出了一种基于叁线激光的船体除锈爬壁机器人焊缝中心线提取方法。搭载视觉传感器的爬壁机器人在除锈过程中使用叁条平行线激光扫描焊件表面并获取实时图像,通过图像卷积、二值化、细化等算法得到激光条纹骨架。利用中值滤波和链码特征排除法去除骨架中的干扰点,对骨架进行分段拟合,提取焊缝特征点并确定焊缝中心线。实验表明:系统可有效检测出焊缝中心的位置,为除锈爬壁机器人的焊缝跟踪奠定基础。(本文来源于《热加工工艺》期刊2019年01期）
胡绍杰[3]（2018）在《履带式船舶除锈爬壁机器人设计及其吸附单元优化研究》一文中研究指出随着环保法规的日趋严格,传统人工喷砂除锈技术已不能满足船舶除锈的需求。为了解决这一技术难题,迫切需要研制出一款用于船舶除锈的爬壁机器人代替人工作业。爬壁机器人通过搭载清洗装置进行除锈,需要具备吸附能力、负载能力和越障能力,本文对此展开研究。本文提出了一种新型船舶除锈爬壁机器人的结构设计方案,并对其关键设计方案进行了介绍。根据实际工作情况,建立了机器人发生向下滑移失稳和纵向倾覆失稳的力学模型,并对其进行受力分析。根据分析结果,计算出单个吸附单元所需提供的最小吸附力为597.6N,为吸附单元的设计提供了理论依据。根据机器人不同的运动姿态,建立了机器人直行和转弯运动的力学模型,并对其进行受力分析;根据分析结果,计算出单侧履带所需的最小驱动扭矩为197.7 N·m,为机器人驱动元件选型提供依据。针对机器人运动中出现轨迹偏移的情况,对机器人进行转向特性分析,得到了转向中心偏移量ε与转向角δ之间的关系,并计算出最大偏移量为72.65mm,为控制系统添加位移补偿提供了理论依据。根据机器人对吸附力的要求,建立其磁场理论计算模型。运用Ansoft Maxwell软件对其进行仿真分析,验证其结构设计的合理性,并分析出结构参数L、W、H、h、g与吸附力F之间的关系;采用多因素设计的方法,对其结构参数进行优化设计,优化后的吸附力为628N,提升了21.4%,并通过了实验验证。基于上述研究,最终研制出爬壁机器人样机,并进行了现场除锈性能测试,样机能够满足船舶除锈要求。(本文来源于《南华大学》期刊2018-05-01）
陈易新[4]（2018）在《基于叁线激光结构光的除锈爬壁机器人焊缝跟踪及焊缝交叉类型实时辨识》一文中研究指出当前,大型船壁曲面的焊缝主要仍由操作工手持喷枪设备进行人工除锈。然而手工除锈的工作环境极其恶劣且劳动强度大,有损操作者的身体健康,也不符合以人为本的工作理念。同时,除锈过程会对周围环境产生严重污染。当今社会工业自动化、生产智能化正蓬勃发展,顺应这一趋势开发一套具备自动除锈功能的爬壁机器人系统具有重要的现实意义。而爬壁机器人的焊缝自动化除锈需要实现移动过程中对焊缝的实时跟踪,并准确识别出焊缝交叉类型,进行路径规划决策,这其中的关键就在于焊缝跟踪和焊缝接头类型的识别。本文提出了一种基于叁线激光结构光的焊缝跟踪和焊缝接头类型识别方法。在爬壁机器人进行除锈的过程中,系统对摄相机捕捉到叁线激光在焊件表面的畸变条纹进行图像增强、二值化、去除小颗粒、形态学闭操作、图像细化、分区、修补断裂骨架、去毛刺等操作,获得单像素的焊缝特征骨架。针对焊缝特征点的提取,本文提出一种激光条纹的分段拟合方法,采用中值滤波与链码特征排除相结合的算法来剔除骨架上的干扰点,获得合适的拟合点集对骨架进行分段拟合,得到焊缝特征点。在此基础上基于叁线激光的高容错性建立焊缝轮廓线的拟合规则,并进一步得到焊缝中心线,确定焊缝跟踪位置。本文根据叁线激光的几何特性定义了视觉模块扫描焊缝表面过程中表征激光条纹形态和激光条纹间距的5个变量,讨论了十字交叉焊缝和T字交叉焊缝对选定变量的影响,并定义了一个焊缝交叉类型的判别函数。实验表明,系统对焊缝中心的识别不受焊缝交叉的干扰,识别出的焊缝中心位置偏差在±0.72mm之内,焊缝中心线偏角的识别偏差也在±1.5°的范围,可满足除锈爬壁机器人焊缝跟踪的需要。在扫描过程中视觉系统可有效地识别出焊缝十字交叉和T字交叉,为爬壁机器人焊缝轨迹规划奠定基础。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-01-11）
毛进宇[5]（2017）在《履带式船舶除锈爬壁机器人设计及分析》一文中研究指出船舶工业对国民经济的发展起到了举足轻重的作用,而大型船舶的除锈更是船舶行业的重中之重。但是现有的船舶除锈方式,90%以上是通过人工手持喷枪进行除锈工作,利用铜矿渣冲击船舶壁面进行锈迹的清扫,但是这种方式存在着诸多的问题,除锈费用高昂、环境污染严重、效率低下,上述原因严重制约着我国船舶工业的发展,因此,亟需改进现有的船舶除锈技术。针对上述问题,本文提出了以爬壁机器人代替人工携带高压水清洗模块进行船舶壁面除锈工作,同时利用真空回收系统对锈渣和废水进行回收,达到除锈即干的效果,从而可以安全绿色高效的除锈,针对所提出的方案,展开了如下研究:首先,依据船舶除锈实际工况,分析了爬壁机器人的技术难点,确立了机器人的设计目标,完成了爬壁机器人的总体技术方案设计,以永磁体和真空负压作为吸附方式的履带式船舶除锈爬壁机器人,并对爬壁机器人的机械结构进行初步设计,同时依据爬壁机器人的机械结构,对机器人的驱动传动元件进行选型。其次,为提高履带式船舶除锈爬壁机器人的4个关键性能,即附壁能力、抗倾覆能力、爬行能力和转向能力,对爬壁机器人的工作路径进行规划,建立机器人的空间位姿,依据该位姿模型对爬壁机器人进行静力学性分析和动力学分析,并对爬壁机器人履带上的永磁吸附单元的磁力和伺服电机的驱动力进行解算,以达到机器人的性能要求。再次,对爬壁机器人进行有限元仿真分析,利用Ansys软件对机器人的冲洗装置进行模态分析,获得其共振频率;利用MaxWell软件分析永磁吸附单元磁力变化范围,为保护罩的结构设计提供依据;利用Fluent软件对高压水喷嘴的安装靶距以及喷嘴的收缩角度进行结构优化。最后,针对前几部分的爬壁机器人设计、优化、改进,对机器人进行样机组装,并分别在实验室条件下以及船厂实际船舶除锈工况条件下,对所设计的爬壁机器人进行实验验证,判断是否能够达到船舶除锈苛刻要求。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2017-03-01）
屈长龙[6]（2016）在《基于船舶除锈爬壁机器人的高压水射流仿真研究及实验验证》一文中研究指出我国的船舶工业发展迅猛,给国家带来了巨大的经济效益,是国家的支柱产业之一。在船舶工业中,船体表面除锈是必不可少的一道工序。目前,我国的船体表面除锈还停留在人工干气喷砂除锈阶段,有着工作效率低、污染严重、对工人危害大等弊端。利用基于高压水射流的船舶除锈爬壁机器人进行除锈,具有高效、环保、易于自动化等优势。本文研究的内容为船舶除锈爬壁机器人研制中的一部分内容。研究了船舶除锈爬壁机器人的本体结构的设计,主要包括爬行机构的结构设计和除锈清洗机构的结构设计两部分。设计爬行机构的结构,需要首先对其结构方案进行选择;其次在考虑负载的基础上对其进行力学分析及数值仿真,确定爬行机构所需的吸附力及驱动力矩;最后完成爬行机构的结构设计。设计除锈清洗机构的结构,需要在研究高压水射流理论、高压水射流流场的仿真及实验验证的基础上完成。同时,完成了船舶除锈爬壁机器人物理样机的制备。研究高压水射流的相关理论,重点研究了高压水射流的破坏机理及冲击靶面的受力情况。在理论研究的基础上,再利用FLUENT软件对高压水射流流场进行仿真分析。利用理论研究与仿真结果,研究分析高压水射流在流场中的射流特性。还重点研究了高压水射流冲击破坏靶面的过程,包括靶面所受打击压力的分布及剪切力的分布等。为了提高除锈效率,利用仿真过程研究不同射流参数(包括射流压力、射流靶距、入射角度)对除锈效果的影响。根据课题的要求,研究在射流压力为200MPa的情况下,高压水射流除锈效果最佳、效率最高的射流靶距和入射角度。为了能够利用现有的条件设备对仿真结果进行实验验证,需对射流压力为120MPa的高压水射流流场进行仿真研究。研究在射流压力为120MPa的情况下,高压水射流除锈效果最佳、效率最高的射流靶距和入射角度。并利用高压水射流渐进成型系统进行射流除锈实验,验证仿真结果的可信性。进而推断出高压水射流流场仿真研究过程的正确性,以及射流压力为200MPa仿真结果的可信性,从而对射流压力为200MPa的除锈清洗机构的结构设计提供指导作用。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-04-22）
汪兴潮[7]（2016）在《船舶除锈爬壁机器人技术研究》一文中研究指出我国目前船舶清洗除锈工作依然采用传统的人工手持喷枪进行喷干砂除锈的方式,这种人工除锈是种高污染、高危险、高成本的工作方式。采用基于超高压水射流的船舶除锈成套装备进行自动化除锈是发展趋势,而这种技术在欧美等发达国家已经发展比较成熟,我国相对比较落后。本课题来源于深圳市技术开发项目“基于高压水射流的船舶除锈清洗爬壁机器人技术及成套设备研制”。本文所研究的船舶除锈爬壁机器人是基于超高压水射流的船舶除锈成套装备的主要组成部分,其工作任务是携带超高压清洗装置在船舶外壁面稳定吸附并灵活运动。船舶除锈爬壁机器人技术是实现船舶除锈自动化的关键技术,具有重要的研究意义。本文提出了一种新型永磁式履带船舶除锈爬壁机器人,阐述其驱动机构、越障机构、永磁吸附机构以及清洗器的具体结构与工作原理。根据机器人的结构与工况,分别针对机器人静止、直行和转向情况,进行受力分析,建立数学模型,并进行数值仿真分析,确定机器人永磁吸附机构所需要的吸附力以及驱动系统所需的驱动力矩,并根据数学模型分析履带与船舶壁面间的摩擦系数的取值。根据直行与转向时的驱动力矩,结合履带张力分析,确定越障机构中弹簧与气缸的具体参数。利用有限元软件Ansoft Maxwell进行磁场分析和磁力计算,分析不同磁路与磁路中各构件尺寸对磁力的影响,并通过万能材料试验机进行磁力实验,证明仿真的准确性,为永磁吸附机构选择合适的结构与尺寸。最终研制出爬壁机器人的样机,并进行了性能试验。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-01-04）
孙玲[8]（2015）在《除锈爬壁机器人壁面行走控制技术研究》一文中研究指出爬壁机器人由于其作业环境的特殊性,已经成为机器人技术发展的热点之一。而除锈爬壁机器人以其绿色环保、除锈效果好等优点,在船舶壁面除锈等领域具有重要的应用价值。一般来说,除锈爬壁机器人工作量很大,自动化改进需求迫切,但在壁面定位、路径规划、自动控制等方面的研究还不满足应用要求。除锈爬壁机器人工作过程中的变负载特性,给其运动控制带来了困难。不同船型壁面的障碍物形式和分布不同,如何在各种环境中实现自定位和障碍物定位,以及规划运动路径等都是需要解决的问题。因此,本文针对除锈爬壁机器人的定位、路径规划、控制系统及控制算法等方面的关键性技术进行了深入的研究。论文提出了一种爬壁机器人定位信息融合模型,模型采用两级融合算法实现机器人定位。第一级融合实现了爬壁机器人在壁面的自定位；第二级融合实现了障碍物的定位。融合算法提高了爬壁机器人的定位精度,解决了爬壁机器人的自主定位和障碍物定位问题。提出了一种基于障碍物检测传感器的生物激励神经网络动态路径规划方法。建立了障碍物检测传感器的检测数学模型,利用数学模型动态局部地建立环境信息,实时规划出爬壁机器人的运动路径,解决了环境模型建模不准或未知情况下的动态路径规划问题。提出一种运动情况模板搜索和匹配的路径规划方法,首次将爬壁机器人的运动状态受限问题引入到路径规划算法中,实现在路径规划的基础上判断爬壁机器人下一点运动的方向和角度,拓展了路径规划在条件受限的移动机器人领域的应用。论文主要结构如下：第一章,提出了论文研究的背景和意义,对国内船用壁面清洗类机器人的研究现状进行分析,综述了目前机器人定位和路径规划的研究现状,在此基础上提出了本文的主要研究内容。第二章,建立除锈爬壁机器人机械系统的静力学和动力学模型,通过仿真分析确定除锈爬壁机器人的磁吸附力和驱动力。在此基础上,分析除锈爬壁机器人机械系统的关键部件,最终通过试验验证了除锈爬壁机器人的负载能力,为后面的研究提供理论基础。第叁章,根据除锈爬壁机器人在船舶壁面除锈的定位要求,选取了除锈爬壁机器人相对位置和障碍物位置检测传感器,建立了除锈爬壁机器人的定位模型和各个传感器观测模型,为融合过程的实现奠定了基础。融合模型采用两级融合方式,融合模型数据处理分别采用扩展kalman滤波算法和加权平均值法,并仿真分析了融合定位精度。第四章,针对从一块已除锈完的区域运动到下一块要除锈区域的路径规划问题,提出利用生物激励的神经网络算法作为点到点路径规划算法。在算法中引入障碍物检测传感器,实现动态规划的运动路径。提出了基于运动情况模板搜索和匹配的生物激励神经网络路径规划方法。最后通过仿真和试验证明,改进算法能很好地解决管路限制的问题,满足实际的路径规划需求。第五章,针对区域除锈的完全遍历路径规划问题进行研究。通过在完全遍历路径规划总规划方式的基础上,集成启发式搜索算法和模板法完成了路径搜索；通过实验发现完全遍历路径规划的覆盖效率不高,因此提出了基于动力学反演控制方法,从轨迹跟踪控制的角度考虑提高遍历清洗的覆盖率,仿真结果表明,利用此方法可以提高遍历清洗的覆盖率。最后开展了综合路径规划试验研究,结果表明除锈爬壁机器人能实现自主定位和路径规划功能。第六章,对论文的研究内容进行总结,并展望了该研究课题的后续研究方向。(本文来源于《大连海事大学》期刊2015-03-01）
衣正尧,弓永军,王祖温,王兴如[9]（2011）在《新型除锈爬壁机器人附壁建模与仿真》一文中研究指出设计了1种永磁真空混合附壁的船舶壁面除锈爬壁机器人,该机器人负载大、本体重,机器人的附壁面法向存在水射流反冲力和真空负压压力。建立了机器人下滑和后翻两静态模型,结合船壁面法向的3种受力状态,分别对下滑模型和后翻模型进行了分析,并将两模型永磁单元所需吸附力进行了对比。仿真和实验结果表明,真空负压提高机器人附壁能力明显,可以较大地降低永磁吸附单元所需吸附力,减小机器人负载,较低的真空负压可实现辅助永磁良好附壁,在保证灵活运动的前提下吸附可靠。(本文来源于《四川大学学报(工程科学版)》期刊2011年02期）
衣正尧,弓永军,王祖温,王兴如[10]（2010）在《新型船舶壁面除锈爬壁机器人动力学建模与分析》一文中研究指出设计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,该机器人具有负载大、本体重特点,且机器人负载质量以及重心位置随爬壁高度变化。根据机器人爬壁运动原理,建立机器人沿船舶壁面上爬和转弯的动力学模型,运用模糊优化理论对模型进行优化和仿真分析,规划机器人的安全工作范围,分析机器人在典型爬壁高度下的驱动上爬能力,讨论在理论转矩、最大转矩和额定转矩下的机器人上爬的高度与角度关系,研制试验样机进行爬壁转弯试验、定负载上爬试验和变负载上爬试验。仿真和试验结果表明,机器人动力学优化模型可靠,运动性能受永磁吸附力、真空力、射流反击力等影响很小,而受本体重力、爬壁高度和壁面倾角影响较大,所规划的机器人安全工作范围合理。(本文来源于《机械工程学报》期刊2010年15期）
除锈爬壁机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为实现船体焊缝除锈自动化,提出了一种基于叁线激光的船体除锈爬壁机器人焊缝中心线提取方法。搭载视觉传感器的爬壁机器人在除锈过程中使用叁条平行线激光扫描焊件表面并获取实时图像,通过图像卷积、二值化、细化等算法得到激光条纹骨架。利用中值滤波和链码特征排除法去除骨架中的干扰点,对骨架进行分段拟合,提取焊缝特征点并确定焊缝中心线。实验表明:系统可有效检测出焊缝中心的位置,为除锈爬壁机器人的焊缝跟踪奠定基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
除锈爬壁机器人论文参考文献
[1].肖日宏,程以炫,蒋作舟,张芮嘉,危卫.油罐内壁除锈爬壁机器人吸附机构设计[J].机械设计.2019
[2].陈易新,张轲.基于叁线激光的除锈爬壁机器人焊缝实时辨识方法[J].热加工工艺.2019
[3].胡绍杰.履带式船舶除锈爬壁机器人设计及其吸附单元优化研究[D].南华大学.2018
[4].陈易新.基于叁线激光结构光的除锈爬壁机器人焊缝跟踪及焊缝交叉类型实时辨识[D].上海交通大学.2018
[5].毛进宇.履带式船舶除锈爬壁机器人设计及分析[D].哈尔滨理工大学.2017
[6].屈长龙.基于船舶除锈爬壁机器人的高压水射流仿真研究及实验验证[D].华南理工大学.2016
[7].汪兴潮.船舶除锈爬壁机器人技术研究[D].华南理工大学.2016
[8].孙玲.除锈爬壁机器人壁面行走控制技术研究[D].大连海事大学.2015
[9].衣正尧,弓永军,王祖温,王兴如.新型除锈爬壁机器人附壁建模与仿真[J].四川大学学报(工程科学版).2011
[10].衣正尧,弓永军,王祖温,王兴如.新型船舶壁面除锈爬壁机器人动力学建模与分析[J].机械工程学报.2010