应用于船体喷漆的爬壁机器人是一种可在船体表面自由移动、自主喷漆的特种机器人,融合了机械设计自动控制、机电一体化、通讯技术、图像处理、人工智能等多学科领域的先进技术,在修造船领域有广阔的应用前景。本论文介绍了船体喷漆爬壁机器人的研制开发过程,主要包括以下几个方面的工作:1.通过对国内外爬壁机器人的研究及应用情况进行总结与分析,阐述了研制应用于船体喷漆的爬壁机器人的重要性。2.在综合相关文献的基础上,针对船体喷漆对爬壁机器人的负载能力、移动速率,自主控制等功能要求,提出采用永磁吸附方式、履带行走、链传动以及交流伺服电机驱动的机器人本体结构方案,并根据这一方案,设计了喷漆爬壁机器人本体结构中的吸附机构、驱动机构、传动机构以及喷漆机构等部分。3.在完成喷漆爬壁机器人本体结构设计及研制的基础上,根据船体喷漆对爬壁机器人的控制要求,提出控制系统的设计方案,即采用上位机用PC(Personal Computer)机,下位机用AT89C51单片机的两级分布式控制方案,应用距离传感器采集外部环境信息,采用RS485总线实现爬壁机器人与计算机通信,从而实现现场信息的反馈和计算机控制命令的发送。对下位机的硬件结构做了详细设计,且进行了上位机基于VC++语言、下位机基于汇编语言的上下位机控制系统的软件开发。4.以两级分布式控制方案为基础,对喷漆爬壁机器人的视觉系统进行了重点设计。视觉系统采用无线摄像头采集工作现场情况,通过对喷漆情况的图像实时采集,经过图像的灰度变换、滤波等处理,根据直方图判断喷漆质量是否合格,是否需要重新喷漆等,确保喷漆工作的顺利进行。最后对视觉系统的软件实现进行了编程。5.通过计算选择喷漆的最优路径,并用Matlab对机器人的行走轨迹进行了模拟仿真。