爬壁机器人发展现状.doc

爬壁机器人发展现状.doc:..脐带缆检测机器人发展2为了实现机器人的三维空问运动能力,机器人在作业中的爬壁能力越来越受到关注,随着科技的不断进步,冃前爬壁机器人按爬壁机构划分可以分成6大类:真空吸附型、微针吸附型、抓握型、粘结剂吸附型、静电力吸附型、以及磁力吸附型。真空吸附型是一种较为轻便,且易于控制的吸附类型,主要依靠真空负压原理,使得吸盘吸附在壁上。这种吸附存在明显缺陷,就是在不平整的墙面上,吸盘的吸附能力急剧下降,所以这种机器人的适应范围被限制在表面粗糙度较小,表面相对平整的壁面。另外这种吸附,抽真空过程较长,这也限制了机器人的运动速度。真空吸附依赖的真空负压原理也决定了该类吸附仅仅适用于非真空条件下作业。采用这种吸附方式的机器人有吕贝克大学的DEXTER机器人和香川大学的WallWalker机器人等。微针式是为了克服真空吸附型难以吸附不平整墙面设计制作而成的,微针附着型爬壁机器人利用大量的微型针状吸盘与墙壁同时接触,使得负载平均分布在有效的针上面从而实现吸附,这种吸附方式可以克服真空吸附难以吸附不平整墙面的弊端。合成干性粘合剂型和抓握型爬壁机器人都是适用于在不平整的墙而进行行走,他们都是利用仿生学原理设计而成。抓握式爬壁机器人则是模仿了灵长类的攀爬动作设计而成,它同样可以克服不平整墙面的弊端,但是他对攀爬的物体表面仍然有一定的要求,墙面必须为攀爬提供足够大的缝隙或突出物,为爬壁机器人的攀爬做支撑,Stanford大学的LEMURlib爬壁机器人采用的就是这种攀爬方式。合成干性粘合剂是仿造壁虎的脚趾结构制作而成,壁虎的脚趾上有数亿根5um的刚毛,每条刚毛纤维上有数白条直径200nm的纳米纤维,这样精细的结构使得吸盘与墙壁之间产生足够客观的分子级别的吸附力,由于这种结构具有防水性,所以可以进行清水自行清洗,但是Mellon大学研制的壁虎爬壁机器人Geckobot,经过实验发现虽然这种机器人可以爬上斜度达85度的有机玻璃光滑壁面,但是长期使用发现,其固态吸附粘结剂聚氧烷(RDMS)很容易受到环境中的灰尘的影响,使吸附能力下降。为了克服聚合物易受灰尘影响的弊端,微结构聚合物型吸附剂逐渐受到青睐,这种吸附剂相对来讲寿命较长。CaseWesternReserve大学的Mini-Whegs爬壁机器人就是其中一种。静电力吸附型机器人是利用静电力吸附墙面达到爬壁的目的,这种机器人的结构非常简单,但是为了产生足够的静电吸附力,必须要在机器人上