论文摘要：幕墙清洗机器人平台机电系统改进研究

从实验研究的要求出发，为提高室内调试实验的安全性、方便性和通用性，课题组对已有的清洗机器人样机进行了有针对性的改进。基于这些改进，研究了机器人安全保护装置，控制系统软硬件架构实现和气动位置伺服等的相关问题。为满足结构上简单紧凑轻巧的要求，在分析原有安全保护装置的基础上，实现了一种由气动马达驱动并在机器人本体上集成安装的新型安全保护装置的样机，并基于其力学模型讨论其设计准则；另外，从机器人本体的实际工作情况出发，着重分析了其受力情况，为实现对机器人的有效控制提供了依据。在机器人本体上开发了基于32位ARM7，8位AVR系列单片机和RTOS的软硬件系统，完成了运动层控制的封装，为机器人上层规划奠定了基础；结合地面支持监控中心上的工业平板PC，为操作者和开发者提供了监控和二次开发的良好人机交互接口。实验证明该控制系统有效满足了对清洗机器人控制上实时性、并发性和灵活性的要求。 构建了基于具有中位机能的组合高速开关阀气路结构的气动伺服实验平台，并对此平台进行了压力特性，摩擦力特性和控制方法的实验研究；采用变Bang-Bang控制并提出了摩擦力补偿PVA(position-velocity-acceleration)控制，实现了对气缸的快速精确伺服定位。