摘要：爬壁机器人是能够代替人在高空洞穴等危险而恶劣的环境中工作的机器人。磁吸附爬壁机器人作为其中的一个重要分支，其对表面环境的适应能力强、运动也平稳可靠。从而被广泛运用于各种行业。这种爬壁机器人有着很大的发展空间，在接下来的研究中，也会有更多的人投入对其的研究中。

本文设计了一种环境检测爬壁机器人，其内容包含环境检测爬壁机器人的运动方式，驱动方式与控制系统的设计。本文设计的环境检测爬壁机器人是通过蓝牙连接方式控制的，可以通过手机无线操控爬壁机器人的运动。在爬壁机器人上装载的温湿度传感器可以采集目标的温度湿度，爬壁机器人上装载的红外线传感器也可以使爬壁机器人拥有一定的避障功能。采用ANSYS软件对爬壁机器人与壁面进行仿真分析，得到爬壁机器人稳定吸附在壁面所需要的最小吸附力，为爬壁机器人提供理论的基础。设计了爬壁机器人的整体机构并完成了爬壁机器人模型的搭建。

关键词：爬壁机器人  环境检测  磁吸附

目录

摘要

Abstract

1.前言-1

1.1课题研究背景及意义-1

1.2环境检测爬壁机器人的现状-1

1.2.1国外现状-1

1.2.2国内现状-1

1.3课题主要研究内容-2

1.4本章小结-3

2.环境检测爬壁机器人的整体方案设计-4

2.1环境检测爬壁机器人的设计目标和要求-4

2.2环境检测爬壁机器人的移动方式-4

2.3环境检测爬壁机器人的驱动方式-4

2.4环境检测爬壁机器人吸附装置设计-4

2.5控制系统的设计-5

2.5.1单片机最小系统-6

2.5.2驱动模块-6

2.5.3电源模块-7

2.6环境检测爬壁机器人的硬件选择-8

2.6.1蓝牙模块-8

2.6.2传感器-8

2.6.3直流减速电机-8

2.6.4爬壁机器人的其他硬件部分-9

2.7环境检测爬壁机器人的结构-9

2.8本章小结-10

3.环境检测爬壁机器人的稳定性和磁吸附装置的分析-11

3.1环境检测爬壁机器人的静态受力分析-11

3.2ANSYS软件对磁吸附装置的分析-13

3.2.1ANSYS软件的介绍-13

3.2.2磁吸附装置的有限元分析-13

3.3本章小结-16

4.爬壁机器人程序的设计-18

4.1爬壁机器人整体流程叙述-18

4.2程序的编写与分析-18

4.2.1单片机与串口的初始化-19

4.2.2自动避障-24

4.3本章小结-25

5.调试与运行-26

5.1蓝牙模块的调试-26

5.2驱动模块的调试-27

5.3温湿度传感器的调试-29

5.4红外线传感器地调试-30

5.5吸附装置的调试-32

5.6本章小结-32

6.结论-33

参考文献-34

致谢-35

附录-36