爬壁機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

1、臍帶纜檢測機(jī)器人發(fā)展2為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的三維空間運(yùn)動(dòng)能力，機(jī)器人在作業(yè)中的爬壁能力越 來越受到關(guān)注，隨著科技的不斷進(jìn)步，冃前爬壁機(jī)器人按爬壁機(jī)構(gòu)劃 分可以分成6大類：真空吸附型、微針吸附型、抓握型、粘結(jié)劑吸附 型、靜電力吸附型、以及磁力吸附型。真空吸附型是一種較為輕便，且易于控制的吸附類型，主要依靠 真空負(fù)壓原理，使得吸盤吸附在壁上。這種吸附存在明顯缺陷，就是 在不平整的墻面上，吸盤的吸附能力急劇下降，所以這種機(jī)器人的適 應(yīng)范圍被限制在表面粗糙度較小，表面相對平整的壁面。另外這種吸 附，抽真空過程較長，這也限制了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度。真空吸附依賴 的真空負(fù)壓原理也決定了該類吸附僅僅適用于非真空條件下

2、作業(yè)。采用這種吸附方式的機(jī)器人有呂貝克大學(xué)的dexter機(jī)器人和香川大學(xué)的wallwalker機(jī)器人等。微針式是為了克服真空吸附型難以吸附不平整墻面設(shè)計(jì)制作而成的，微針附著型爬壁機(jī)器人利用大量的微型針狀吸盤與墻壁同時(shí)接 觸，使得負(fù)載平均分布在有效的針上面從而實(shí)現(xiàn)吸附，這種吸附方式 可以克服真空吸附難以吸附不平整墻面的弊端。合成干性粘合劑型和抓握型爬壁機(jī)器人都是適用于在不平整的 墻面進(jìn)行行走，他們都是利用仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)而成。抓握式爬壁機(jī)器 人則是模仿了靈長類的攀爬動(dòng)作設(shè)計(jì)而成，它同樣可以克服不平整墻 面的弊端，但是他對攀爬的物體表面仍然有一定的要求，墻面必須為 攀爬提供足夠大的縫隙或突出物，為爬

3、壁機(jī)器人的攀爬做支撐，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)雖然這種機(jī)器人叮以爬上斜度達(dá)85度的有機(jī)玻璃 光滑壁面，但是長期使用發(fā)現(xiàn)，其固態(tài)吸附粘結(jié)劑聚氧烷(rdms) 很容易受到環(huán)境屮的灰塵的影響，使吸附能力下降。為了克服聚合物 易受灰塵影響的弊端，微結(jié)構(gòu)聚合物型吸附劑逐漸受到青睞，這種吸 附劑相對來講壽命較長。case western reserve大學(xué)的mini-whegs爬 舉機(jī)器人就是其中一種。靜電力吸附型機(jī)器人是利用靜電力吸附墻血達(dá)到爬壁的目的，這 種機(jī)器人的結(jié)構(gòu)非常簡單，但是為了產(chǎn)生足夠的靜電吸附力，必須要 在機(jī)器人上施加足夠的電壓，通常這種機(jī)器人只能在導(dǎo)體上行走，如 果在非導(dǎo)體墻面走的時(shí)候要對前面進(jìn)行預(yù)

4、充電或使用梳狀電極。同樣 的靜電吸附型也存在吸附過程吋間長的缺陷，要達(dá)到足夠的吸附吋間 才能達(dá)到理想的吸附效果，這也就嚴(yán)重制約了該類機(jī)器人的行走速度。磁力吸附型機(jī)器人利用電磁 鐵或永磁鐵吸附導(dǎo)體面的一種爬 璧機(jī)器人，由于磁鐵的吸附力比 較可靠，建立吸附過程比較穩(wěn)定， 而且無需給吸附機(jī)構(gòu)提供額外的 能源，所以很多管道機(jī)器人都采 用這種吸附方式，較為典型的有 東京科技大學(xué)的anchor climber爬壁機(jī)器人和蘇黎世大學(xué)的magnebikeo綜上所述，真空吸附型結(jié)構(gòu)比較簡單，但是穩(wěn)立性比較差，適應(yīng)范圍僅限于光滑墻面。微針型和抓握型都適合于粗糙墻面，特別是抓 握型必須耍有足夠大的表面裂紋或抓附物。粘附劑吸附型雖然較為穩(wěn) 定，但是技術(shù)尚未成熟，冃前還無法保證機(jī)器人長時(shí)間的工作質(zhì)量。 靜電吸附型的前期準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜，而且運(yùn)