1、隨著船舶行業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，船舶的控制越來(lái)越集中于中央控制室。當(dāng)船艙內(nèi)部無(wú)人艙室中發(fā)生事故或損壞時(shí)，如果機(jī)組人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，后果嚴(yán)重。因此，船艙實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已成為衡量船舶先進(jìn)程度的重要指標(biāo)之一，有效地提高船艙內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)、火災(zāi)預(yù)警等方面的實(shí)時(shí)性尤為重要。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種適用于船艙內(nèi)部實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的爬壁機(jī)器人，由此代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)組人員對(duì)船艙內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)監(jiān)測(cè)，不僅適應(yīng)復(fù)雜的船艙內(nèi)部環(huán)境、減少了機(jī)組人員的工作量，還降低了船艙內(nèi)部移動(dòng)監(jiān)測(cè)的成

2、本。
　　首先，設(shè)計(jì)了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的永磁式履帶爬壁機(jī)器人系統(tǒng)。在考慮到船艙內(nèi)部環(huán)境特殊性的基礎(chǔ)上，本文對(duì)爬壁機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)比分析各種爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，設(shè)計(jì)了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的永磁式履帶爬壁機(jī)器人系統(tǒng)。為了驗(yàn)證機(jī)器人結(jié)構(gòu)的有效性，本文對(duì)機(jī)器人在下滑以及傾覆情況下的靜態(tài)力學(xué)模型進(jìn)行了分析，從而確定了機(jī)器人不會(huì)發(fā)生下滑以及傾覆的磁吸附力大小。由于機(jī)器人沒(méi)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，本文對(duì)機(jī)器人履帶結(jié)構(gòu)的差速轉(zhuǎn)向進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，確定了機(jī)

3、器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型以及轉(zhuǎn)向特性。
　　然后，提出了一種基于超聲波傳感器的局部避障方法。由于船艙內(nèi)部環(huán)境的不確定性和復(fù)雜性，為了保障機(jī)器人在未知環(huán)境下工作的安全性，本文提出了一種基于超聲波傳感器的局部避障方法:在傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法的基礎(chǔ)上引入了模糊理論，由此解決傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法中目標(biāo)不可達(dá)以及局部極小值的問(wèn)題。為了驗(yàn)證本局部避障方法的有效性，基于MATLAB仿真分析了各種情況下的機(jī)器人局部避障。
　　接著，詳細(xì)介紹了本文所設(shè)計(jì)爬壁機(jī)器

4、人的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文根據(jù)爬壁機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求，對(duì)爬壁機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)。操作人員通過(guò)上位機(jī)人機(jī)交互界面利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制，機(jī)器人將攝像頭檢測(cè)到的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)并通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)船艙設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制、監(jiān)視、顯示、記錄和報(bào)警。
　　最后，為了驗(yàn)證爬壁機(jī)器人系統(tǒng)的有效性，對(duì)爬壁機(jī)器人樣機(jī)的吸附性能、轉(zhuǎn)向性能以及障礙檢測(cè)能力進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明爬壁機(jī)器人樣機(jī)滿足移動(dòng)監(jiān)測(cè)要求，驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的