摘要

针对传统船体外壁除锈作业依赖人工、存在安全风险高、效率低下及环境污染等行业痛点，结合船舶维护智能化、绿色化发展趋势，设计一种磁吸附式船体外壁除锈作业机。该设备采用履带式行走机构与永磁 - 真空复合吸附技术，配合滚筒毛刷与喷砂二次除锈的复合作业模式，实现复杂船体曲面的稳定附着、灵活移动与高效除锈。通过对整机总体方案、运动学原理及作业流程的系统分析，完成动力系统、行走机构、吸附单元、除锈执行单元及砂料循环系统的关键部件计算与选型，构建具备自主作业能力的自动化装备体系。
基于 SolidWorks 建立整机三维模型，完成运动干涉校验与结构布局优化。选取 Q235B 材质作为主要承力结构材料，对上部框架进行有限元静力学分析。结果显示，结构最大等效应力为 186MPa，最大变形量为 0.21mm，均低于材料许用应力与变形限值，证明整机结构强度与刚度满足实际作业工况要求。该设计可有效替代人工完成高危高空作业，提升除锈质量与效率，具备良好的工程应用前景与推广价值。

关键词：船体外壁除锈；磁吸附；履带式行走；复合除锈；有限元分析

1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国外研究现状 1
1.2.2国内研究现状 2
1.3主要研究内容 3
2 船体外壁除锈做业机结构总体方案设计 5
2.1 系统功能需求分析 5
2.2 整机结构方案设计 5
2.2.1传动机构设计 5
2.2.2除锈机构设计 6
2.2.3行走装置设计 6
2.2.4辅助装置 7
2.3 工作原理 7
2.4本章小结 8
3 关键部件设计结构设计 9
3.1 动力源选型计算 9
3.1.1电机选型计算 9
3.1.2 减速器选型计算 10
3.2 履带设计计算 11
3.2.1行走系统工作原理 11
3.2.2牵引性能计算 11
3.2.3 转向最大驱动力矩的分析与计算 12
3.3 真空吸附机构设计 17
3.3.1 设计要求与结构方案 17
3.3.2 吸附力计算与参数确定 17
3.3.3 管路与控制系统设计 19
3.4 喷砂执行装置设计 19
3.4.1 设计要求与结构方案 19
3.4.2 喷嘴参数设计与反冲力计算 19
3.4.3 双缸柱塞式供砂系统设计 20
3.4.4 电动角度调节摆臂设计 21
3.5 砂料循环与过滤系统 21
3.5.1 设计要求与总体流程 21
3.5.2 旋风分离器设计计算 22
3.5.3 布袋除尘器设计计算 22
4船体外壁除锈做业机的三维建模 25
5关键零部件有限元分析 30
5.1有限元模型简化 30
5.2上部框架材料选择 30
5.3上部框架网格划分 31
5.4上部框架约束载荷施加 32
5.5结果分析 32
5.6本章小结 34
2 基本要求（另起一页） 35
2.1 写毕业论文主要目的 35
2.2 毕业论文的基本教学要求 35
3 撰写意义（另起一页） 36
4 认真做设计（另起一页） 37
5 结论（另起一页） 38
参考文献（另起一页） 39
致谢（另起一页，中间空两格） 41