壁面清洗机器人爬壁系统设计.doc

壁面清洗机器人爬壁系统设计 壁面清洗机器人可以在建筑物高层不平行于地面的墙壁上对建筑物外层建筑进行清洗操作，本文主要对清洗机器人的爬壁系统进行设计。该机器人的爬壁设计包含移动系统和吸附系统，其中要实现爬壁操作又必不可少的还要对控制系统进行设计。其中该机器人主体结构为两块互相垂直的铝板，两块铝板上各安装一个主体框架。铝板中部由双作用无杆气缸的滑块衔接，气缸两端连接另一块铝板的框架，通过气泵的充放气实现无杆气缸滑块的运动，滑块带动其中一个铝板运动，从而实现机器人移动。机器人共有四个腿足，各在两个铝板框架两端，腿足上装置普通双作用气缸和吸盘，吸盘提供抓壁力，双作用气缸提供腿足的抬升放下功能。控制系统采用PLC进行控制，在程序中应用自锁以及互锁以保证机器人运行的安全性和正确性。 关键词：机器人，爬壁，气缸，吸盘，PLC The design of the climbing system of Wall-climbing robot Wall- cleaning robot can clean the outer building that the top is not parallel to the ground.This article is mainly to design the cleaning-robot climbing wall system.The robot’sclimbing wall system include the mobile system and the adsorption system,and the necessary is the control system design.In this design,the robot’s major structure is two mutually perpendicular aluminum plate,the each other of the two aluminum plate installs a main body frame.The middle part of the aluminum plate is link up with double-acting rodless cylinder,the cylinder ends is link up with the other frame,through the charge pump is deflated rodless cylinder block movement,the slider to drive one of the aluminum plate movement,which is realize the robot movement.The robot has four legs and feet,which is in the end of aluminum frame,the legs and feet device ordinary double-acting cylinder and the chuck,chuck provide wall force, the double-acting cylinder offer the function that the legs and feet lifting. The control system use PLC to control,in order to ensure the safety and validity of the robot,in the procedure use self-locking and interlocking. The key words: robot,climbing wall ,cylinder ,chuck ,PLC 目录 1 绪论 1 1.1选题背景及意义 1 1.2 国内外研究现状 1 1.3 研究内容 5 2 壁面清洗机器人结构设计及零件的选型 6 2.1研究方案的确定： 6 2.2 机器人总体结构介绍 8 2.3 壁面清洗机器人材料的选择 9 2.4 吸盘的选择 10 2.5 电动机的选择 11 2.6 联轴器的选取 12 2.7 本章小结 14 3 壁面清洗机器人零部件校核计算 15 3.1铝板的设计与校核 15 3.2 滚动轴承的寿命计算 16 3.3 轴的强度校核 17 3.4 键连接的强度校核 19 3.5 轴向气缸的设计与计算 20 3.6 活塞杆的稳定性计算 22 3.7 本章小结 24 4 壁面清洗机器人气动设计及控制部分设计 25 4.1 吸附部分 25 4.2 气缸的运动 26 4.3 PLC的概述及发展 27 4.4 PLC的I/O接