金玉阳 ，高庆吉 ，田刘芬 ，肖 瑶 ，罗启冰

（1.中国民航大学 a.机场学院；b.机器人研究所，天津 300300；2.河北工业大学机械工程学院，天津 300130）

移动机械臂的研究与应用是机器人应用的热点之一，广泛应用于工业、农业、消防及危险环境等方面，辅助或代替人类工作，但机械臂应用于飞机清洗方面的研究应用较少，目前已有的结构形式多数为底盘上联接有机械臂，其末端执行器是以滚刷的滚动和摆动进行清洗作业，如德国skywash飞机清洗机器人[1]，共有9个自由度，但需要利用支腿将底盘车相对于飞机定位，只能采用多节机械臂得到的冗余自由度实现作业空间的要求，使得机械臂整体结构笨重；美国的SAAMS飞机表面清洗机器人由末端带滚刷的直角坐标机器人组成，共有6个自由度，但该型机器人作业空间有限。目前应用较成熟的是瑞典的Nordic Dino的飞机表面清洗机器人，其可移动底盘上联接的轻质长机械臂，实现了稳定可靠的清洗操作。本文设计一种联接在可移动底盘上新型的6自由度机械臂，加上移动底盘本身的自由度，不仅会实现更灵活的作业空间，而且使得机械臂结构更加轻质。

1 机械臂总体设计

1.1 机械臂结构形式

通过分析飞机外表面的结构特征及机械臂拟清洗的部位（机身、机腹、机翼），设计一个末端带滚刷的6自由度机械臂如图1所示，其联接在全方位轮式底盘上，底盘的移动可进一步扩大清洗空间。

图1 清洗机械臂结构简图Fig.1 Configuration diagram of cleaning manipulator

通过分析作业空间及机械……