学位论文-—一种爬壁喷涂机器人的研究与设计.docx

毕业论文（设计）题目一种爬壁喷涂机器人的研究与设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项L设计（论文）的内容包括：D封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2 .论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于L2万字。3 .附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4 .文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优口良中口及格口不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优口良中口及格口不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优口良中口及格口不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优口良中口及格口不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优口良中口及格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优口良中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优口良中口及格口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优口良中口及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优口良中口及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优口良中口及格口不及格建议成绩：口优口良中口及格不及格（在所选等级前的口内画“）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？口优口良口中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？口优口良口中口及格口不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义口优口良口中口及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？口优口良口中口及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平口优口良口中口及格口不及格建议成绩：口优口良口中口及格口不及格（在所选等级前的口内画“）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优口良中口及格口不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优口良中口及格口不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优口良中口及格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优口良中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优口良中口及格口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优口良中口及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优口良中口及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优口良中口及格口不及格评定成绩：口优口良中口及格不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见:系主任：（签名）目录摘要11绪论12爬壁喷涂机器人的系统方案设计32.1 爬壁喷涂机器人的技术性能指标32.2 爬壁喷涂机器人的总体方案设计33爬壁喷涂机器人的主体的设计83.1 爬壁喷涂机器人的爬行结构的设计83.2 爬壁喷涂机器人的气动元件选择123.3 爬壁喷涂机器人主体的受力分析144爬壁喷涂机器人的楼顶吊装系统的设计165爬壁喷涂机器人的控制系统设计186总结19参考文献：20谢辞22一种爬壁喷涂机器人的研究与设计XXX（德州学院机电工程学院，山东德州253023）摘要：本文针对国内外现有爬壁机器人模型特点，在总结和借鉴喷涂设备的基础上，提出了一种以爬壁机器人为主体，喷涂设备为辅的高层建筑喷涂机器人方案。本次设计介绍了此种高层建筑爬壁喷涂机器人的用途，结构，及其特点。阐述了此种机器人在国内外的发展状况，并对未来该机器人的发展趋势做了预测。关键词：爬壁机器人；喷涂；PLC；楼顶吊装1绪论1.1选题背景目的及意义随着社会经济的发展和人口的增加，现代城市高层建筑越来越多，在现代都市中各种各样的摩天大楼成为一道亮丽的风景。多年来，许多城市的环境清理工作引起人们的越来越多的关注重视。建筑物已成为一个城市的外观，因此建筑物表面的喷涂和装饰建筑工作已成为人们整顿城市环境的关注重点。一般的高层建筑物喷涂工作均是由人工手动完成的，但是，人工喷涂是相当危险的，高空中由于有强气流的存在使人很难保持平衡，工作环境很不好，伤亡事故频繁发生，而且效率很低很低。工人在有毒的艰险恶劣的环境中完成这种复杂的喷涂操作，这无疑对工人的健康和生命安全造成很大的威胁。高层建筑物的壁面喷涂是一项量大面广的作业,在我国高空作业最原始的方法是通过架设脚手支架，让工人携带喷涂工具和涂料依次进行喷涂作业，一个喷涂项目完毕后再拆除脚手支架，然后进行下一个项目的喷涂作业。很明显的，这种方式很费力、费时，需要大量的辅助材料来搭建脚手支架。特别是对于高层建筑外墙的喷涂成本更高，而且效率太低，工人长期在此环境中工作会使他们的身体有一定的损伤。而现在随着科技创新技术的发展，目前我国对高层建筑外墙的喷涂工作主要是用专门的载人提升设备吊篮，将工人及喷涂工具和材料等依次悬挂于墙面附近，虽然主要还是要靠人工来进行，但其比起最简单的方式来说有了很大的进步，这种方法使用的设备简单，工人手持喷枪对墙面进行喷涂，工人的工作条件有所改善，效率有所提高，但为了工人的安全着想，还是需要一个人单独工作，喷涂效率仍然很低，并且采用手工喷涂的涂层质量受人为控制的因素影响比较大，如移动喷枪的速度、喷涂的距离、涂料的流量、所用的喷涂方法和工人的技术水平等。所以高层建筑壁面喷涂自动化的问题急需解决。解决这个问题的最好方法就是用机器人代替德州学院机电工程学院2013届机械设计制造及其自动化专业毕业论文（设计）工人进行高空喷涂作业。由机器人来代替工人作业，实现喷涂的自动化，这将是高空喷涂作业的发展方向。虽然在机器人工作过程中还是需要人工的操作，但是这样已经可以在很大程度上降低工人的劳动强度，工人的工作环境有了很大的改善，也提高了喷涂效率及质量。随着科技的进步，爬壁机器人的应用越来越广泛，这使得高层建筑喷涂机器人的诞生成为了可能。而本文所设计的高层建筑爬壁喷涂机器人是爬壁机器人的一种应用。本文针对国内外现有爬壁机器人模型特点，在总结和借鉴喷涂设备的基础上，提出了一种集爬壁机器人、喷涂设备于一体的高层建筑爬壁喷涂机器人方案。12爬壁机器人的发展概况机器人是传统的机构学与现代电子技术结合的产物,是计算机科学、控制论、机构学、信息科学和传感技术等多种学科的综合性的高新技术产品，是一种能够进行高速运行、重复操作并且精确度较高的自动化设备。可以用机器人来代替人类去从事各种危险的、重复的、单调的及工作环境比较危险的工作，这将是社会发展的趋势。爬壁机器人是机器人的一个分支,主要运用于建筑和玻璃的表面和化学反应罐的内部进行清洗、除锈、喷涂等的作业过程中。现代社会中，在一些对国民经济的发展有着重要的作用的工作中必须要采取安全的防范措施,而爬壁机器人在这方面是得到大力发展的其中的主要开发项目之一。所以现在已经有很多各种各样的爬壁机器人已经被投放到或即将要被投放到各种作业的现场中，其主要被应用有许多方面比如核工业，核工业中辐射力比较强，而对核废液储罐进行焊缝探伤、罐体壁厚的测量和核废液的泄露检查等工作如果靠人工作业将会对工人的身体产生很大的损伤;在建筑行业也有一些工作需要机器人代替工人去作业像高层建筑表面的玻璃幕墙清洗、瓷砖等外装饰的安装，外墙壁表面的喷涂和墙面的清洁等，此外还有消防部门，造船行业，石油化工等行业。总之随着科技的发展机器人的应用将会得到越来越快的发展。爬壁机器人的发展历史是比较长的，早在1966年，日本大阪府立大学的西亮讲师设计出了一台简单的原理样机,此样机所用用的原理是利用电风扇旋转在其墙壁附近产生低压空气然后再由低压空气产生的负压作为吸附动力使机器人本体吸附在墙壁表面上,这被看作是爬壁机器人领域的研究开端。自此以后，爬壁机器人技术在世界范围内得到了迅猛的发展，而在这一领域内，日本所取得的成绩最为突出，美国、英国等多个国家也相继取得了不小的成就；在国内，对爬壁机器人最早的研究，是在1988年由哈尔滨工业大学率先进行的，经过了十几年的发展，我国先后加入了一些知名的学府及研究所等研究机构比德州学院机电工程学院2013届机械设计制造及其自动化专业毕业论文(设计)如说上海交通大学，上海大学，长春光机所，北京航天航空大学等，他们都为国内爬壁机器人的研究做出了重要的贡献，到