【正文】 ..................................................................................... 14 4 爬壁噴涂機器人的樓頂?shù)跹b系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................................................ 16 5 爬壁噴涂機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................ 18 6 總結(jié) ............................................................................................................................................ 19 參考文獻： ................................................................................................................................... 20 謝辭 ............................................................................................................................................... 22 德州學(xué)院 機電工程學(xué)院 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 一種爬壁噴涂機器人的研究與設(shè)計 xxx (德州學(xué)院機電 工程 學(xué)院 ,山東德州 253023) 摘要 ： 本文針對國內(nèi)外現(xiàn) 有爬壁機器人模型特點，在總結(jié)和借鑒噴涂設(shè)備的基礎(chǔ)上，提出了一種以 爬壁機器人 為主體，噴涂設(shè)備為輔 的高層建筑噴涂機器人方案 。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的 材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 關(guān)鍵詞： 爬壁機器人；噴涂； PLC；樓頂?shù)跹b 1 緒論 選題背景目的及意義 隨著社 會經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增加，現(xiàn)代城市高層建筑越來越多，在現(xiàn)代都市中各種各樣的摩天大樓成為一道亮麗的風(fēng)景。而現(xiàn)在隨著科技創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，目前我國對高層建筑外墻的噴涂工作主要是用專門的載人提升設(shè)備吊籃，將工人及噴涂工具和材料等依次懸掛于墻面附近 ，雖然主要還是要靠人工來進行，但其比起最簡單的方式來說有了很大的進步，這種方法使用的設(shè)備簡單，工人手持噴槍對墻面進行噴涂，工人的工作條件有所改善，效率有所提高，但為了工人的安全著想，還是需要一個人單獨工作，噴涂效率仍然很低，并且采用手工噴涂的涂層質(zhì)量受人為控制的因素影響比較大，如移動噴槍的速度、噴涂的距離、涂料的流量、所用的噴涂方法和工人的技術(shù)水平等。 爬壁機器人的發(fā)展概況 機器人是傳統(tǒng)的機構(gòu)學(xué)與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié) 合的產(chǎn)物，是計算機科 學(xué) ﹑ 控制論、機構(gòu)學(xué)、信息科學(xué)和傳感技術(shù)等多 種 學(xué)科 的綜合性的高新技術(shù)產(chǎn)品 ，是一種 能夠進行高速運行、重復(fù)操作并且精確度較高的自動化設(shè)備。 噴涂設(shè)備的發(fā)展概況 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展， 簡單 的手工 操作 已經(jīng)無法滿足市場的需求， 而在 改革開放以后 ， 工業(yè)技術(shù) 自動化越來越普遍 ，在這種環(huán)境下 在 噴涂 作業(yè) 已由手工向工業(yè)自動化 的方向發(fā)展，而且 噴涂 自動化的程度 也 越來越高， 所以 噴涂生產(chǎn)線的應(yīng)用也越來越廣泛，并 已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟的很多方面。爬壁噴涂機器人的設(shè)計方案主要包括機器人的本體方案設(shè)計和機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計。但其也有缺點，它對墻面的適應(yīng)能力較差，如果墻面不平整或有裂縫吸盤將會發(fā)生真空泄漏，從而使機器本體掉落。但是它有很多缺點就是體積比較大難以控制，噪聲也比較大，工作效率也很低。 車輪式轉(zhuǎn)向性好，移 動速度快，控制靈活方便，但一般由單吸盤組成，很難 維持一定的 吸附力 ， 而且磨損很嚴(yán)重，但這種移動方式多應(yīng)用于需要全方位移動的爬壁機器人，如德國哈默爾曼設(shè)計的 清洗除銹機器人， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計的高樓玻璃幕墻清洗機器人等。 該 機器人的 設(shè)計采用自 動噴槍進行噴涂， 若要噴涂設(shè)備能夠相對于墻面在一定范圍內(nèi)進行噴涂，就需要設(shè)計一個移動機構(gòu)，將噴涂部件置于移動機構(gòu)上，由 移動機構(gòu) 來 帶動噴涂部件實現(xiàn) 機器人在一定范圍的噴涂作業(yè)。 而噴槍的排列方式 又有許多 種，比如： （ 1） （ 2） 德州學(xué)院 機電工程學(xué)院 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 圖 3 噴槍的排列方式 圖中圓形區(qū)域為噴槍的噴 涂 幅面，考慮以上三種 噴槍 的布置方式，矩形排列噴槍時，噴涂過后涂層前后重疊 ， 所以如果使用這種噴槍的排列方式在 噴涂前需調(diào)整好噴 涂的 流量，避免 噴涂后產(chǎn)生涂層過厚的情況。在機器人工作時，地面遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)爬壁噴涂機器人 的任務(wù)調(diào)度， 而經(jīng)無線通信系統(tǒng)傳輸給機器人本體系統(tǒng)的控制指令是由操作工人在經(jīng)過 培訓(xùn)有鍵盤輸入的。機器人本體各部分的基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計和 材料的選擇 等 將直接 會 影響 到機器人的整體性能。又回到機器人的 初始狀態(tài)。真空發(fā)生器使 壓縮空氣在泵體內(nèi)形成高速氣流， 而氣體的流動速度越高，泵內(nèi) 的氣體壓力就越低，因此 該泵的 抽吸能力 就越強 。 真空吸盤的結(jié) 構(gòu)分為普通型和特殊型，常見的普通型真空吸盤主要有扁平吸盤、波紋德州學(xué)院 機電工程學(xué)院 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 管式吸盤兩種。 對于吸盤 材料的選擇要根據(jù) 吸盤的工作環(huán)境來確定 [7]。 因此針對表面粗糙如墻面等需設(shè)計出一種新型結(jié)構(gòu)的高適應(yīng)性吸盤。 兩個吸盤要形成一個吸盤組，每組包括兩個吸盤。安裝好的卷揚機構(gòu)放置在預(yù)先被放在槽鋼軌道上的移動小車上，編碼計數(shù)器安裝在車體橫梁的一端上并與控制系統(tǒng)連接在一起，電氣控制裝置與移動小車、卷揚機構(gòu)連接在一起 [7]。 變頻器 、 PLC、 無線通信模塊都放在控制柜內(nèi) 。 當(dāng) 突然斷電或發(fā)生其他意外情況 時 ，制動機構(gòu)的 抱閘將 會突然 收緊 ，卷揚機 構(gòu)將不能 轉(zhuǎn)動 。通過查找資料知道無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊采用 FSK 調(diào)質(zhì)方式和向前糾錯信道編碼技術(shù)，其抗干擾能力強，誤碼率比較低。 德州學(xué)院 機電工程學(xué)院 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 參考文獻： [1] 肖立 ， 佟仕忠 ， 丁啟敏 ， 吳俊生 .爬壁機器人的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J].自動化博覽 ， 20xx， 01： 81 [2] 百度百科 .噴涂設(shè)備 [EB/OL]. 20xx [3] 黃文攀 ， 戴永雄 ， 范茂飛 ， 喬斌 ， 劉明芹 .爬墻機器人研究 與制作 [J].淮海工學(xué)院 學(xué)報 ， 20xx， 19(2)：13 [4] 汽 車 與 駕 駛 維 修 雜 志 . 油 漆 噴 涂 相 關(guān) 設(shè) 備 的 發(fā) 展 與 趨 勢 [EB/OL]. 20xx [5] 王巍，曹彤 .一種輕型玻璃幕墻清洗機器人模型的研究 [J].液壓與氣動 ， 20xx， 01： 18 [6] 趙艷妮 ， 孫東明 ， 許平 ， 楊剛 .多唇邊式真空吸盤的設(shè)計 [J].真空 ， 20xx， 06： 47～ 49 [7] 張澎濤 .玻璃幕墻清洗機器人及其控制系統(tǒng) [J].上海交通大學(xué)碩士論文 ， 20xx： 17～ 19 [8] 員超，張剛，孫進生，孟如，張啟先 .高層建筑噴涂機器人系統(tǒng)研究 [J].機器人 ， 20xx， 24(3)：239～ 240 德州學(xué)院 機電工程學(xué)院 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 The Research and Design of A Climbing Wall Spraying Robot xxx (Mechanical and Electronic Engineering Department of Dezhou University, Dezhou Shandong, 253023) Abstract: In this paper, according to the characteristics of existing model robot at home and abroad ,on the basis of the summary and draw lessons from spraying equipment, I proposes a climbing robot as the main body and spraying robot spraying equipment of highrise building. This design introduces the climbing wall spraying robot uses this highrise building, structure, and its characteristics. Expounds the developing situation of such a robot at home and abroad, and predicts the development trend of the robot in the future. Key Words: Climbing Robot, Coating, PLC, The Roof Lifting 德州學(xué)院 機電工程學(xué)院 20xx 屆 機械設(shè)計制造及其 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 謝辭 持續(xù)了 半年的畢業(yè)設(shè)計，很快就要完成了，我感到很高興 ！回想 到畢業(yè)設(shè)計的整個過程，我學(xué) 到了很多以前從未接觸過的新的東西。