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壁面清洗机器人是能够在垂直陡壁上进行作业的机器人,它作为高空极限作业的一种自动机械装置,越来越受到人们的重视,国内外已经出现了多种样机,研究成果各具特色,但总的说来研究工作仍然处在样机的研制和实验阶段,其关键技术与理论有待于进一步深入研究。本文在国内外现有的壁面移动机器人研究成果的基础上,首先结合壁面清洗作业的特点,对壁面清洗机器人的吸附技术、清洗技术进行了研究。提出了真空吸附式壁面清洗机器人构型,并就该机器人的构型设计、基本设计原则等关键问题进行了研究,探索了此类型机器人的设计理论。本文的主要研究内容如下：第一、对壁面清洗机器人附着技术问题进行了研究。在总结以前的壁面清洗机器人附着技术的基础上,建立了壁面清洗机器人的附着力学模型,从而使壁面机器人的附着分析更为直观和明确。第二、对自攀爬壁面清洗机器人的构型及设计原则进行了研究。在分析壁面清洗机器人的约束条件和基本功能的基础上,提出了壁面清洗机器人的自攀爬机构,并分析了其力学特征和设计原则。建立了壁而清洗机器人构型,为此类机器人的构型设计提供了理论基础。第三、结合真空吸附式壁面清洗机器人的具体功能要求,构建了机器人控制体系结构。介绍了硬件结构,以及控制任务、软件部分和总体控制流程等控制技术。第四、完成了真空吸附式壁面清洗机器人样机试制,并在两种不同环境中进行了自攀爬和清洗作业实验,机器人在壁面上行走稳定,清洗效果良好。