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第一章

绪论

1.1

课题的背景、目的及意义

[1]

壁面清洗爬壁机器人属于移动式服务机器人的一种，可在垂直壁面或顶部移动，完成

其外表面的清洗作业。在工业机器人问世

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多年后的今天，它已被世人看作是一种生产

工具，在制造、装配及最近在服务行业，机器人的应用取得了明显的进步，由于传感器、

控制、驱动及材料技术领域的进步，通过智能机器人系统，首次在制造业领域以外开辟了

机器人应用的新领域，让自主机器人作为“人的助手”

，使人们的生活质量得以提高。目

前在许多领域已经进行了很大的努力来开发服务机器人系统，并力争在较大范围内使用它

们。这些机器人系统尽管有不同的应用领域，但它们所从事的工作则仅限于以下几种：

1.

维护保养

2.

修理

3.

运输

4.

清洗

5.

保安及救援

6.

数据采集

7.

其它

在服务行业使用的机器人，要求所提供的服务技术含量较高，实现的可能性较大，还

要求它的市场潜力大，对用户有使用价值，对经营者有经济效益。与普通工业机器人领域

不同，服务机器人是一种只适合于具体的方式、环境及任务过程的机器人系统。物体及平

面清洗用的机器人是急待开发的服务机器人之一。现代城市高楼林立，以

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层楼居

多，高达近百米，壁面多数采用瓷砖结构和玻璃幕墙结构，有的还敷设塑铝板等，常年裸

露在外，需要进行许多壁面维护工作。目前这类工作仍由清洗工人搭乘吊缆进行高空作业

来完成，既危险、工作效率又低，对人身安全、玻璃壁面都有很大的威胁性，如图

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所示。越来越多的高层建筑在设计初期便将清洗问题考虑在内，尤其是很多瓷砖、玻璃壁

面表面平整、不大的障碍，非常适合于采用壁面清洗机器人进行清洗。

爬壁清洗机器人的使用将大大降低高层建筑的清洗成本，改善工人的劳动环境，提高

劳动生产率，具有一定的社会、经济意义和广阔的应用前景。该项目的研制成功，将会实