多自由度粉刷机属于壁面工作机器人。壁面工作机器人可在垂直壁面移动并完成各项指定任务,现已广泛应用于各领域当中,尤其是在高层建筑外墙作业中越来越被人们所注重,因为其不仅可以代替人工高空作业这种危险的作业方式,还可以有效的增加高空作业效率。针对目前国内外高层建筑外墙的粉刷还是以人工高空作业为主的情况,本文设计出一款主要应用于高层建筑外墙粉刷的多自由度粉刷机用来取代此类高风险、低效率的工作方式。本文主要研究内容如下:本文针对现有的国内外壁面工作机器人发展现状展开细致的分析研究。通过学习研究确定多自由度粉刷机的总体方案。根据已确定的总体设计方案和技术要求,对多自由度粉刷机的悬吊装置和粉刷机本体进行详细的分析设计,并完成多自由度粉刷机具体的结构设计。最后通过对粉刷机各机构的分析计算,完成其驱动选型。针对影响喷涂质量的因素进行系统的分析和研究,通过理论建模的方法完成喷涂轨迹的分析过程。利用D-H法对粉刷机械臂进行数学建模,在此模型上对粉刷机械臂的运动状态进行运动学分析。对多自由度粉刷机进行振动特性分析,得到吸附装置和粉刷机架体的共振频率以及振型,由此可以对风扇的转速进行合理的选取,以避免多自由度粉刷机共振现象的发生。通过关节空间轨迹法和笛卡尔空间轨迹法对四自由度粉刷机械臂进行轨迹规划研究,以便为后续进行机械臂控制系统研究做理论准备。对多自由度粉刷机进行三维实体建模,并完成其仿真分析,以验证各零件间机械约束满足要求,进一步确定粉刷机结构方案设计的合理性。本文不仅完成多自由度粉刷机的整体设计与分析,也为高层外墙粉刷自动化技术的研究与开发提供重要的参考意义。