爬墻機(jī)器人綜述

爬墻機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1爬墻機(jī)器人分類1.1用于檢測(cè)和維修領(lǐng)域爬墻機(jī)器人需滿足的要求1)速度和機(jī)動(dòng)性：對(duì)爬墻機(jī)器人來(lái)說(shuō)速度和機(jī)動(dòng)性是它最重要的兩個(gè)參數(shù)。由于垂直結(jié)構(gòu)的尺寸要求，即使在豎直方向或者天花板上，在檢測(cè)區(qū)域和一些相似點(diǎn)之間也需要實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。其他的要求與系統(tǒng)的操控和定位能力有關(guān)，這包括移動(dòng)軌跡的精確性，因?yàn)橐恍┯糜跈z測(cè)的傳感器要求在表面進(jìn)行光滑且連續(xù)的運(yùn)動(dòng)。也有可能要求機(jī)器人橫向運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)360°來(lái)滿足位置傳感器和一些工具的要求。最后一 點(diǎn)，機(jī)器人必須解決臺(tái)階和突起等越障問(wèn)題，以此來(lái)保證其可以到達(dá)建筑物的任何2)負(fù)載能力：機(jī)器人必須具有攜帶不同重量的負(fù)載的能力。對(duì)于一個(gè)表面的檢測(cè)，攜帶至少10kg的檢測(cè)裝置負(fù)載是必須的，因此，機(jī)器人的尺寸、吸附和運(yùn)動(dòng)裝置都3)可靠性和安全性：魯棒性是機(jī)器人一個(gè)非常重要的非功能性的性質(zhì)。如果爬墻機(jī)器人在它的一次任務(wù)中失敗了，它就不能在實(shí)踐中投入使用?？煽啃院桶踩砸蟀闶强煽氐牡湟彩呛芪ｋU(xiǎn)的。攜帶各種不同的負(fù)載，容易損耗的零件能夠快速被替換，與現(xiàn)有的技術(shù)相比它的操(1)磁吸附式爬壁機(jī)器人供的吸附力吸附在壁面上，由于其行走特點(diǎn)決定了其吸附力必須可調(diào)，多采用電磁鐵帶式移的，其特點(diǎn)是負(fù)載能力強(qiáng)，但是在進(jìn)行轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)靈活性較差。圖1輪式磁吸附式爬壁機(jī)器人(左)和爬壁機(jī)器人爬壁過(guò)程(右)(2)仿生吸附爬壁機(jī)器人對(duì)壁面材料的適應(yīng)性強(qiáng)，但仿生纖毛需要經(jīng)常更換并清潔，且纖毛制造難度大價(jià)格高HH2FLa.km(fifr?aifl!'■■光，抻司中修用 (a)(b)圖3密直根州立大學(xué)FLIPPER機(jī)器人(a)與哈工大機(jī)器人(b)(3)靜電吸附式爬壁機(jī)器人利用靜電感應(yīng)效應(yīng)，通過(guò)電荷的庫(kù)侖力產(chǎn)生吸附；對(duì)壁面材料適應(yīng)能力強(qiáng)，但不(4)正壓吸附式爬壁機(jī)器人機(jī)器人依靠自身推進(jìn)裝置產(chǎn)生背離壁面方向的氣體，依靠氣體反作用力實(shí)現(xiàn)吸附DCDCrtlivtiltagfeIH.而3M部強(qiáng)作用(類似于噴氣飛機(jī))；與負(fù)壓媳婦相比不存在氣體泄漏問(wèn)題，且對(duì)壁面形狀、材(a)(a)(b)(5)負(fù)壓吸附式爬壁機(jī)器人。(a)(b)圖6輪式驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)吸附爬壁機(jī)器人(a)和ALICIA爬壁機(jī)器人(b)M即下端科強(qiáng)馬周bl(后左輪)、br(后右輪)，滑動(dòng)吸盤(pán)通過(guò)離心真空泵在吸盤(pán)密封腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，附呼而及水找就穩(wěn)定性不好.實(shí)現(xiàn)駐際應(yīng)用還有持改進(jìn)中而要求嚴(yán)格.運(yùn)動(dòng)較慢運(yùn)動(dòng)制用小吸附力較小、噴聲大咻聲適中.運(yùn)動(dòng)敷塊優(yōu)良理的力大新僧吸附機(jī)理.發(fā)展應(yīng)用前景較大,無(wú)矚附噬聲嚶附力大.噪聲小對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)內(nèi)要出低建附力適中體干一吸附溫理的在剌空鼐外接負(fù)壓匐文丘里洛碰陸模擬適用場(chǎng)合髭面光耨糜面粗橫嬖面光滑馥瞪所有類酗的壁畫(huà)破力附..蒂式肉式由電色物動(dòng)用個(gè)無(wú)物道履帶通道第個(gè)腳的反復(fù)吸附與拽動(dòng)機(jī)器人脫靄.移動(dòng)機(jī)恭及移動(dòng)困睢，將勘通費(fèi)情，帶等地面里大.對(duì)于壁面的學(xué)良我能力研性多,但體察大-冶構(gòu)夏雜病式配置*十車(chē)匏，舞今輪子都由電機(jī)里動(dòng).帶動(dòng)機(jī)物人行M移動(dòng)遽度較胡，行起擔(dān)制荷單，事埴謚租於.唯捋融附力敕困睢移動(dòng)方將?帝點(diǎn)1)單片機(jī)從片電子電路或者數(shù)字電路相比，其功能更強(qiáng)大，綜合性更突出。2)PLC控制3)DSP位彈簧復(fù)原，推動(dòng)銜鐵，銜鐵通過(guò)連桿拉動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，形成活塞內(nèi)部瞬間真空活塞內(nèi)部瞬間真空先使內(nèi)側(cè)密封裙邊迅速壓緊墻面，連桿的體積小才Mi'lHim.州.支 當(dāng)吸盤(pán)與被吸附面接觸時(shí),彈性體板,彈性體邊緣與被吸附面圍成了密封空氣腔如巨大的相變回復(fù)力,該相變回復(fù)力通過(guò)導(dǎo)桿帶動(dòng)彈性體板變形,使密封空氣腔的體積變形,吸盤(pán)內(nèi)的負(fù)壓消失.彈性體板紅外接近覺(jué)彈性體板紅外接近覺(jué)(a)(b)圖14Vertigo爬壁機(jī)器人(a)和ALICIA爬壁機(jī)器人(b)吸附足.加速電計(jì)好外卬型料制器物由沏，,/LI限PHI1爬墻機(jī)器人吸附方式與移動(dòng)方式確定(1)吸附方式確定通過(guò)比較磁吸附、靜電吸附、仿生吸附、正壓吸附于負(fù)壓吸附的不同特點(diǎn)和各自得吸附，具體吸附方式還需要進(jìn)一步根據(jù)攀爬壁面的情況來(lái)確定(可借鑒Vertigo和ALICIA