气动多吸盘爬壁机器人

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爬壁机器人的组成结构

爬壁机器人的组成结构一、引言爬壁机器人是一种能够在垂直墙面上行走的机器人，它具有很强的适应性和灵活性，被广泛应用于建筑、航空、军事等领域。

本文将介绍爬壁机器人的组成结构，以便读者更好地了解其原理和工作方式。

二、爬壁机器人的主要组成部分1. 机身爬壁机器人的机身是整个系统的核心部分，它包括了所有关键零部件和控制系统。

通常，机身由铝合金或碳纤维材料制成，具有轻量化和高强度的特点。

在机身内部，还配备了电池、电机、传感器等各种设备。

2. 行走模块行走模块是爬壁机器人中最为重要的组成部分之一，它通过运动来实现在墙面上行走。

行走模块通常由几个轮子或履带组成，并且能够自主地调整其形态以适应不同墙面的形状和倾斜角度。

3. 传感器传感器是爬壁机器人中必不可少的组成部分之一，它可以通过感知周围环境来帮助机器人决策。

传感器通常包括激光雷达、红外线传感器、摄像头等，能够精确地测量墙面的倾斜角度和距离。

4. 控制系统控制系统是爬壁机器人中最为关键的组成部分之一，它通过对机身和行走模块的控制来实现在墙面上行走。

控制系统通常由微处理器、电路板等组成，能够自主地调整机身和行走模块的姿态以适应不同墙面的形状和倾斜角度。

三、爬壁机器人的工作原理1. 行走原理爬壁机器人的行走原理是利用吸盘或者磁力来实现在垂直墙面上行走。

吸盘式爬壁机器人通过吸附力将机身固定在墙面上，而磁力式爬壁机器人则是通过电磁铁将自身与墙面产生磁性吸引力。

2. 控制原理爬壁机器人的控制原理是通过传感器不断地获取周围环境信息，并根据这些信息来调整机身和行走模块的姿态，以保证机器人在墙面上行走时的稳定性和安全性。

四、爬壁机器人的应用领域1. 建筑爬壁机器人可以在高楼外墙进行维护和清洁工作，大大提高了工作效率和安全性。

2. 航空爬壁机器人可以在飞机表面进行维护和清洁工作，减少了人力成本和风险。

3. 军事爬壁机器人可以在战场上执行侦察任务，并且能够适应各种地形环境。

五、结论通过本文的介绍，我们了解了爬壁机器人的组成结构、工作原理以及应用领域。

爬窗机器人的发展现状.

发展现状一、国内外的发展现状长期以来,人们就想往能在垂直陡壁上爬行,进行各种作业。

近年来出现的爬壁机器人,实现了这种理想。

由于在垂直陡壁上作业是非常困难和危险的,超越了人的能力极限,所以在国外称此类机器人为极限作业机器人。

它一经问世,就受到了各方的重视。

1966年,日本的西亮教授首次研制成功壁面移动机器人样机,并在大阪府立大学表演成功。

这是一种依靠负压吸附的爬壁机器人。

随后出现了各种类型的爬壁机器人,到80年代末期已经开始在生产中应用。

日本在开发爬壁机器人方面发展最为迅速,主要应用在建筑行业与核工业。

日本清水建设公司开发了建筑行业用的外壁涂装与贴瓷砖的机器人,他们研制的负压吸附清洗玻璃面的爬壁机器人,曾为加拿大使馆清洗。

东京工业大学开发了无线遥控磁吸附爬壁机器人。

在日本通产省"极限作业机器人"国家研究计划支持下,日晖株式会社开发了用于核电站大罐的负压吸附壁面检查机器人。

它有两个独立的负压吸盘,可以在遥控下由地面自动爬行到大罐的弧形壁面,作视觉检查与测厚,并可以跨越障碍。

日本关西电力株式会社开发了核电站壁面点检的爬壁机器人,移动速度为每分5米,负重50公斤。

日立制造所研制了履带式磁吸附检查机器人,带有超声检测装置。

由于采用了负荷分散机构,它能够适应各种凹凸不平的曲面和棚顶。

英国在爬壁机器人领域取得许多成果。

90年代初RTD公司推出了轮式磁吸附爬壁机器人(取名Beetle,已作为商品销售。

最高爬行速度达每分12米,可以自动记录每隔一定距离的壁厚,最高爬行高度为25米。

英国南岸大学于1994年研制成功多足多吸盘气动型爬壁机器人,可以携带一个小工业机器人(例如PUMA260,进行超声检测。

它自重22公斤,负重20公斤。

最近来自英国的报道,一种取名为罗布格三号的爬壁机器人在贝德福市作演示。

它有8条腿,类似巨型蜘蛛,能负重100公斤,可越障,能将砖放入准确位置,研制者计划将其应用于建筑行业。

爬壁清洗机器人设计

爬壁清洗机器人会的不断发展，科学技术的迅猛发展，人类社会的不断进步，现代都市的摩天大楼越建越多，越建越高，而城市的灰尘污染也越发严重，在这样的背景下，人类需要依靠升降机平台来逐层地清洗大楼壁面，不但浪费时间和劳动力，而且人类在清洗大楼壁面的环境越来越恶劣和危险，本课题来自于社会实际的需求，采用爬壁机器人进行擦洗，降低清洗工人的劳动强度，提高工作效率，特别是提高安全性。如今，在科学技术领先的国家已经采取了爬壁清洗机器人作为他们的首选工具，用来对大楼外表面进行清理。
2 爬壁清洗机器人总体结构设计 ---------------------------------- 10
2.1 爬壁清洗机器人的材料选择 ----------------------------------------- 10 2.2 机器人总体结构介绍 ----------------------------------------------- 10 2.3 移动铝板的设计与校核 --------------------------------------------- 11 2.4 吸盘直径的选取 --------------------------------------------------- 13 2.5 电动机的选取 ----------------------------------------------------- 15 2.6 联轴器的选取 ----------------------------------------------------- 18 2.7 轴承的校核 ------------------------------------------------------- 18 2.8 滚动轴承寿命的计算 ----------------------------------------------- 19 2.9 轴的计算 --------------------------------------------------------- 20 2.10 键连接的强度计算 ------------------------------------------------ 21 2.11 轴向气缸的设计与计算 -------------------------------------------- 22 2.12 活塞杆稳定性及挠度验算 ------------------------------------------ 25 2.13 本章小结 -------------------------------------------------------- 28

爬壁机器人原理

爬壁机器人原理
爬壁机器人是一种能够在垂直表面上移动的机器人，它通常被设计用于执行检查、维护、清洁等任务，特别是在需要攀爬高楼大厦或其他垂直结构的环境中。

以下是一般爬壁机器人的原理和设计考虑因素：
吸附力或附着力：爬壁机器人通常使用吸盘、气动吸附、磁性或其他附着技术来在垂直表面上产生足够的附着力。

这确保了机器人能够紧密粘附在墙面上，防止它在运动中脱落。

传动系统：为了在垂直表面上移动，爬壁机器人必须具备适当的传动系统。

常见的传动系统包括轮子、履带、腿部或其他可移动的机构。

这些系统需要具备足够的灵活性和稳定性，以适应不同表面的特性。

感知和导航系统：为了在爬行过程中避免障碍物或调整移动路径，爬壁机器人通常配备了各种感知和导航系统。

这可能包括摄像头、激光传感器、超声波传感器等，以帮助机器人感知周围环境并作出相应的决策。

电源和能源：爬壁机器人需要稳定的电源来驱动其各个部件，以及足够的能源供应，以确保在执行任务时具备足够的工作时间。

一些设计中可能包括可充电电池或连接到外部电源的能源系统。

结构和材料：由于爬壁机器人需要在垂直表面上移动，其结构和材料必须具备足够的强度、轻量性和耐久性。

这可能涉及使用高强度的合金材料或先进的复合材料。

安全性考虑：在设计爬壁机器人时，必须考虑到安全性，特别是在高度或危险环境中的应用。

防止机器人脱离表面、防止外部物体受到机器人运动的影响，以及制定应对机器人故障的安全措施都是重要的考虑因素。

这些原理和设计考虑因素使得爬壁机器人能够在垂直表面上安全、高效地执行各种任务。

气动折纸爬壁机器人的设计与性能分析

气动折纸爬壁机器人的设计与性能分析目录一、内容简述 (2)1. 研究背景及意义 (2)1.1 机器人技术在攀爬领域的应用 (4)1.2 气动折纸机器人的研究现状 (4)1.3 爬壁机器人在实际应用中的价值 (6)2. 研究目标与内容 (7)2.1 设计目标 (8)2.2 研究内容 (9)二、气动折纸爬壁机器人设计原理 (10)1. 气动折纸技术概述 (11)1.1 折纸艺术简介 (12)1.2 气动折纸技术原理 (13)2. 机器人结构设计 (14)2.1 主体结构设计 (16)2.2 行走机构设计 (17)2.3 控制系统设计 (18)三、气动折纸爬壁机器人性能分析 (19)1. 动力学性能分析 (20)1.1 运动学模型建立 (22)1.2 动力学性能仿真分析 (23)2. 爬行性能分析 (24)2.1 爬行能力评估指标 (26)2.2 不同壁面爬行性能分析 (26)3. 稳定性分析 (28)3.1 静态稳定性分析 (29)3.2 动态稳定性研究 (30)四、实验与分析 (32)一、内容简述本文档旨在全面介绍气动折纸爬壁机器人的设计与性能分析，气动折纸爬壁机器人是一种新兴的特种机器人技术，结合了气动技术和折纸机械的创新设计，使其能够在各种复杂环境中如墙面、天花板等实现高效、稳定的攀爬与作业。

文档将详细介绍气动折纸爬壁机器人的设计原理，包括其结构组成、关键部件以及材料选择等。

通过折纸的折叠和展开原理，实现了机器人在墙面上的平稳移动和精确定位。

性能分析是本文档的核心部分，将对气动折纸爬壁机器人的运动性能、承载能力、稳定性和可靠性等方面进行深入研究。

通过实验数据和仿真模拟，评估机器人在不同工况下的表现，并提出优化建议。

文档还将探讨气动折纸爬壁机器人的应用领域和未来发展趋势。

随着技术的不断进步和应用场景的拓展，这种机器人将在更多领域发挥重要作用，如救援、清洁、检查等。

文档将对整个设计与性能分析工作进行总结，指出研究的局限性和未来可能的研究方向，为相关领域的研究者和开发者提供参考和借鉴。

复合吸附方式爬壁机器人的研制

复合吸附方式爬壁机器人的研制复合吸附（composite adhesion）是一种将多种吸附方式结合起来的吸附技术，能够提高机器人在垂直墙面爬行时的附着力和稳定性。

本文将介绍复合吸附方式爬壁机器人的研制，包括原理、设计和实验结果。

一、原理复合吸附方式爬壁机器人主要由两个部分组成：吸附装置和爬行机构。

吸附装置包括多个吸附器件，如粘性吸盘、微胶囊吸盘和真空吸盘。

这些吸附器件可以根据需要组合使用，以实现对不同表面的吸附。

爬行机构包括多个运动单元，如轮子和摆臂。

这些运动单元可以协调运动，以实现机器人在墙面上的爬行。

二、设计复合吸附方式爬壁机器人的设计主要包括吸附装置设计和爬行机构设计。

吸附装置设计：吸附装置应该能够适应不同表面的吸附需求，同时又能够提供足够的附着力和稳定性。

可以采用多种吸附器件组合使用，根据不同表面的特点选择合适的吸附器件。

对于光滑表面可以使用粘性吸盘，对于粗糙表面可以使用微胶囊吸盘。

还可以利用弹性材料和真空吸盘的协作，提高机器人在墙面上的稳定性。

爬行机构设计：爬行机构应该能够协调运动，以实现机器人在墙面上的爬行。

可以采用多个运动单元来实现机器人的运动。

可以设计两个摆臂和两个轮子，摆臂用来控制机器人在墙面上摆动，轮子用来控制机器人的直线运动。

摆臂和轮子的运动可以通过电机控制，以实现机器人在墙面上的爬行。

三、实验结果为了验证复合吸附方式爬壁机器人的有效性，进行了一系列的实验。

实验使用了不同表面的墙壁作为测试平台，包括光滑表面、粗糙表面和倾斜表面。

实验结果表明，复合吸附方式能够显著提高机器人在墙面上的附着力和稳定性。

通过使用不同的吸附器件，机器人可以适应不同表面的吸附需求。

通过协调摆臂和轮子的运动，机器人可以在墙面上稳定地爬行。

实验结果表明，复合吸附方式爬壁机器人是一种有效的爬壁机器人设计。

复合吸附方式爬壁机器人的研制

复合吸附方式爬壁机器人的研制一、复合吸附方式爬壁机器人的概念和优势复合吸附方式爬壁机器人是一种利用多种吸附技术结合的爬壁机器人，其主要包括真空吸附、电磁吸附、压力吸附等吸附方式，通过组合使用这些吸附方式，在不同的墙面环境下都能够实现良好的粘附和移动能力。

相比于传统的单一吸附方式爬壁机器人，复合吸附方式爬壁机器人具有以下几点优势：1. 环境适应性强：通过多种吸附方式的组合，复合吸附方式爬壁机器人可以适应不同材质和不同表面状态的墙面，如平滑玻璃、粗糙混凝土等。

2. 移动稳定性高：多种吸附方式的组合可以减少单一吸附方式的不足，提高机器人在墙面上的稳定性和可靠性。

3. 维护成本低：相比于常规爬壁机器人，复合吸附方式爬壁机器人的吸盘和电磁吸附装置等零部件更加坚固耐用，使用寿命更长，维护成本更低。

二、复合吸附方式爬壁机器人的研制过程复合吸附方式爬壁机器人的研制过程包括初始需求确定、技术方案选择、关键技术攻关、样机制造和试验验证等多个阶段。

关键技术攻关是整个研制过程中最为重要和困难的环节，其包括复合吸附方式的整合设计、控制系统的研发、传感器的设计等多方面内容。

1. 初始需求确定初始需求的确定是整个研制过程的起点，需要根据具体的应用场景和需求确定复合吸附方式爬壁机器人的性能指标、工作环境和工作任务等，以便为后续的技术方案选择提供参考依据。

2. 技术方案选择在初始需求确定的基础上，需要进行各种技术方案的比较和选择，确定最优的复合吸附方式组合，并设计出相应的技术方案，包括吸附结构设计、控制系统设计、传感器设计等内容。

4. 样机制造和试验验证在各项关键技术攻关完成后，需要进行样机制造和试验验证，对复合吸附方式爬壁机器人的性能和可靠性进行全面的测试和验证，以保证其在实际应用中的有效性和稳定性。

三、复合吸附方式爬壁机器人的技术特点复合吸附方式爬壁机器人具有以下几个技术特点：1. 多种吸附方式的整合设计：通过组合利用真空吸附、电磁吸附、压力吸附等多种吸附方式，实现对不同墙面的适应和粘附。

一种气动爬壁机器人[发明专利]

专利名称：一种气动爬壁机器人
专利类型：发明专利
发明人：于复生,姜福亭,沈孝芹,李琦,刘红艳,郭梅静,李巍申请号：CN200710016835.6
申请日：20070713
公开号：CN101092152A
公开日：
20071226
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种气动爬壁机器人，该机器人是由前脚步进电机减速组件、后脚步进电机减速组件、转向步进电机减速组件以及吸盘、吸盘支架、气缸、气路控制单元等组成。

前脚、后脚步进电机减速组件均由步进电机、谐波减速器组成的减速单元以及用键连接在谐波减速器输出轴上的大齿轮与齿条组成的支脚伸缩机构组成，用步进电机的正反转驱动支脚的伸出与收缩。

转向步进电机减速组件是由步进电机、谐波减速器以及一对锥齿轮组成，用步进电机的正反转驱动机器人沿后脚支架的中心点0°～360°任意角度旋转。

机器人的前进、后退是依靠安装在机器人前脚、后脚间的气缸的伸缩实现的。

申请人：于复生
地址：250014 山东省济南市历下区和平路47号山东建筑大学机电学院
国籍：CN
代理机构：济南圣达专利商标事务所
代理人：郑华清
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爬墙机器人吸附原理

爬墙机器人吸附原理详解1. 引言爬墙机器人吸附是一种利用吸盘等机械装置实现在垂直表面或倾斜表面上爬行的能力的技术。

这种技术对于特定应用场景，如高空作业、火灾救援等非常重要，因为它可以提供一种安全、高效的解决方案。

本篇文章将详细解释与爬墙机器人吸附原理相关的基本原理。

2. 爬墙机器人吸附原理基本概念爬墙机器人吸附原理的基本概念是利用吸盘和真空泵等装置产生负压，将机器人固定在表面上。

通过调节吸盘内部的负压，可以控制吸附力的强弱，从而实现机器人在表面上的运动。

下面将详细介绍吸盘和真空泵的工作原理。

3. 吸盘原理吸盘是爬墙机器人吸附原理的关键部件之一。

它通常由弹性材料制成，如橡胶或硅胶。

吸盘的底部贴合在表面上，通过产生负压实现吸附的效果。

当吸盘与表面接触时，吸盘底部的空间被密封起来，形成一个封闭的腔体。

接下来，通过连接到吸盘的真空泵或抽吸装置开始工作，将腔体内的空气抽出。

由于吸盘底部与表面间的密封性，空气无法进入，导致腔体内部形成低压区域。

根据气体压力的原理，高压的外部空气将趋向低压的腔体内部，从而形成吸附力。

通过调节真空泵的工作状态，可以控制吸盘底部的负压强度，进而控制吸附力的大小。

吸盘的直接接触面积与吸附力成正比，因此，为了增加吸附力，可以增大吸盘的直径或增加吸盘的数量。

然而，吸盘的直径和数量也受限于机器人自身的结构和重量。

因此，吸盘的设计需要在各种因素之间进行权衡。

4. 真空泵原理真空泵是用于产生负压的关键设备。

它通过不断抽取吸盘底部的空气来产生负压。

真空泵可分为多种类型，如离心式真空泵、轴向式真空泵和旋片式真空泵等。

其中，旋片式真空泵是最常用的一种，其工作原理如下：•真空泵内部有一个旋转的偏心转子，上面搭载有多个排气腔室。

当转子旋转时，腔室与进气口和排气口相互交替接触。

•首先，当腔室与进气口相遇时，由于压力差异，空气从进气口进入腔室。

然后，当腔室继续旋转，与排气口相遇时，空气被排到外部。

•通过连续旋转，真空泵可以不断抽气，从而在吸盘底部形成负压。

爬壁机器人特点

1 传统爬壁机器人的结构、吸附方式、移动方式及其特点爬壁机器人必须具有两个基本功能:在壁面上的吸附功能和移动功能。

传统爬壁机器人按吸附功能可分为真空吸附和磁吸附两种形式:真空吸附法又分为单吸盘和多吸盘两种结构形式，具有不受壁面材料限制的优点，但当壁面凸凹不平时，容易使吸盘漏气，从而使吸附力下降，承载能力降低;磁吸附法可分为电磁体和永磁体两种，电磁体式维持吸附力需要电力，但控制较方便。

永磁体式不受断电的影响，使用中安全可靠，但控制较为麻烦。

磁吸附方式对壁面的凸凹适应性强，且吸附力远大于真空吸附方式，不存在真空漏气的问题，但要求壁面必须是导磁材料，因此严重地限制了爬壁机器人的应用环境。

爬壁机器人按移动功能分主要是吸盘式、车轮式和履带式。

吸盘式能跨越很小的障碍，但移动速度慢;车轮式移动速度快、控制灵活，但维持一定的吸附力较困难;履带式对壁面适应性强，着地面积大，但不易转弯。

而这三种移动方式的跨越障碍能力都很弱。

2 国内外壁面爬行机器人的发展概况自1966年日本的西亮教授研制出第一个爬壁机器人以来,爬壁机器人在日本得到蓬勃发展。

之后, 英国、西班牙、美国、德国和俄罗斯等国也相继研制出多种爬壁机器人样机。

20 世纪80年代以来, 国内许多院校和科研单位也在爬壁机器人领域取得了长足的发展, 研制了多种型号的爬壁机器人。

2.1 国外爬壁机器人发展概况爬壁机器人是一种能够在壁面爬行作业的极限作业机器人，它是集机构学、传感技术、控制和信息技术等为一体的高技术产品，世界机器人大国日本在极限作业机器人研究方面尤为积极。

在过去的几十年里，爬壁机器人技术在世界范围内得到迅速发展，也相继研制出了不同种类的样机，有些已经投入实用。

在这一领域，日本取得的成绩突出，美国、英国、法国、意大利、西班牙、澳大利亚、韩国等国也在不断深入研究。

早在1966年，在日本大阪府立大学工学部任讲师的西亮，就利用电风扇进气侧低压空气产生的负压作为吸附力制作了一台垂直壁面移动机器人的原理样机，这被看作是爬壁机器人研究的开端。

爬壁机器人

机器人—爬壁机器人机器人—爬壁机器人整理：佚名文章来源：本站原创点击数：345 更新时间：2011/8/12 22:50:48 热★★★爬壁机器人一,简介:爬壁机器人的使用将大大降低高层建筑的清洗成本，改善工人的劳动环境，提高劳动生产率，具有一定的社会效益、经济意义和广阔的应用前景。

我们从壁面特点出发，选择真空吸盘式吸附方式；从成本，越障能力及灵活性出发，采用双主足交替吸附的行走方式。

技术关键：双主足交替吸附使机器人有极高的灵活性和越障能力，每个驻足后的两个附足使其具备一定的曲面爬行能力及面面转换能力。

主要技术指标：本体重量<1.5Kg 最大爬行速度：10mm/s 最大越障能力：15×16mm(高度×宽度)当前国内外同类课题研究水平概述：近二十年来，爬壁机器人的研究开发工作已在日本、美国、英国、前苏联和我国取得重要成果。

适合特定壁面的行走机构形式主要有车轮式、履带式和框架式三种。

随着作业对象的复杂化和多样化，用户、制造商和研究者开始对爬壁机器人提出更高的要求，诸如对不同形状壁面的适应能力、地面到壁面(或其它相交面间)的过渡行走能力、对复杂障碍物的跨越能力、较好的机动性(mobility)和灵活性(flexibility)等。

对于爬壁机器人，国内外的研究都很多。

这方面的研究尤以日本最为领先。

我国对这方面的研究起步较晚，但许多科技人员也在积极地研究，比如上海交大的履带式爬壁机器人、长春光机学院气吸式机器人和上海大学的八足吸盘式爬壁机器人。

爬壁机器人从总体上来说是一门新兴的技术，其大部分产品是停留在实验阶段而相对地较少有大规模地应用，但随着研究的深入，会有较广的前景的。

清洗爬壁机器人是特种机器人的一种，用以代替人工对高大建筑玻璃幕墙进行清洗维护工作。

为实现在壁面上的清扫作业，清洗爬壁机器人必须具有两个基本功能：即在壁面上的吸附功能和移动功能。

鉴于建筑物壁面的非导磁性，不适于磁吸附爬壁机器人使用，清洗爬壁机器人多采用真空吸附式结构，由风扇、空气压缩机等真空发生器设备使吸盘内形成负压，依靠压差将机器人牢牢地吸附在壁面上。

一种基于气动肌肉的新型爬壁机器人运动机构设计

机器人的出现与发展，拓展了人类的活动范围，缩小了人对未知自然的距离，极大地推动了人
类社会的进步。它是计算机科学、控制论、机械
学、电子技术等多学科综合性的高科技产物，是典型的机电一体化产品。
现代社会，随着工业水平的发展，人类日常的
ｊ，
图６手臂与机架铰接点随手臂吸盘组固定简图
当手臂吸盘吸附稳固以后，机器人双臂肌肉收缩，带动机身向上运动。如图６简化，根据图６对手臂拉伸机架运动时自由度进行分析，杆ＡＧ为机架简化模型，、为手臂末端铰链，运动副，、．，为气腱肌肉的简化模型，机器人在做该项运动时，
２爬壁机器人运动原理
图５手臂与机架铰接点随机身固定简图
Ａ、Ｇ为手臂与机架铰接点，动力源为无杆缸（Ｄ运动副），可以得到平面自由度计算公式：
ｆ＝３ｘｎ－２ｘＰＬ —ＰＪ『＝＝３ × ５ —２ × ７一Ｏ＝１由以上公式可以得知，在手臂上扬／下垂时平
活动领域也在不断的扩展。上至林立的高楼，下
至复杂的地下管道。如果使用人力来维护、清洁这些地方，一方面可能十分不便，另一方面，也有
一
图ｌ爬壁机器人的机身结构图
１．手臂吸盘组；２．手臂；３．机身吸盘组；４．气缸；５．机身；６．无杆气缸；７．脚轮
３０
机电技术
２０１３年ｌ２月
一
种基于气动肌肉的新型爬壁机器人运动机构设计

爬墙机器人吸附原理

爬墙机器人吸附原理爬墙机器人是一种能够在墙壁、天花板等垂直表面上行走的机器人。

它的行走方式与一般的轮式机器人不同，它不是通过轮子来行走，而是通过吸附力来紧贴墙面行走。

爬墙机器人的吸附原理是基于两种力的作用：重力和吸附力。

重力是地球对物体的吸引力，是所有物体都具有的基本属性。

而吸附力则是由于物体表面的微观结构不规则，使得在物体表面上存在着吸附力。

这种吸附力可以将物体固定在表面上，不易被外界力量所移动。

爬墙机器人利用吸附力来紧贴墙面行走，它通常采用的是气体吸附或者磁力吸附两种方式。

下面我们来逐一介绍这两种吸附方式的原理。

气体吸附气体吸附是一种利用气体压力产生吸附力的方式。

爬墙机器人在行走时，通常会在机身底部装配多个吸附盘，吸附盘底部形成一个密闭的空间。

机器人内部会通过泵将这个空间的气体抽出，以使得吸附盘与墙面之间的压力差增大，从而使得爬墙机器人能够产生足够的吸附力，紧贴墙面行走。

气体吸附方式具有以下优点：1.气体吸附方式可以在各种材质的墙壁表面上产生足够的吸附力，不受墙壁表面材质的限制。

2.气体吸附方式所产生的吸附力可以随时调整，使得机器人可以根据不同的墙面情况来调整吸附力大小，以保证行走的稳定性。

磁力吸附磁力吸附是一种利用磁力产生吸附力的方式。

爬墙机器人在行走时，在机身底部装配了多个电磁吸盘。

这些电磁吸盘与墙面之间产生磁力，从而产生足够的吸附力以保持机器人的稳定性。

磁力吸附方式具有以下优点：1.磁力吸附方式可以在各种材质的墙壁表面上产生足够的吸附力，不受墙壁表面材质的限制。

2.磁力吸附方式可以通过改变电磁吸盘的电流大小来调整吸附力的大小，以保证机器人的稳定性。

爬墙机器人的吸附原理是基于两种力的作用：重力和吸附力。

爬墙机器人可以通过气体吸附或者磁力吸附两种方式产生足够的吸附力，以实现在墙面上的行走。

这种技术在工业、建筑、医疗等领域具有广泛的应用前景。

真空吸盘式气动机械手的设计

真空吸盘式气动机械手的设计引言真空吸盘式气动机械手是一种常用于工业自动化领域的装配设备，它通过利用气压差来实现抓取、移动和放置工件的功能。

本文将介绍真空吸盘式气动机械手的设计原理、结构组成、工作流程以及相关的注意事项。

设计原理真空吸盘式气动机械手的设计原理基于气体压力差的作用。

通过管道连接气源，将空气抽出形成真空，使吸盘吸附在工件表面。

当气源关闭或者气源阀门打开，气压平衡，吸盘将释放工件。

气动执行器控制气压的变化，从而实现吸盘的吸附和释放。

结构组成真空吸盘式气动机械手一般由气动执行器、真空发生器、吸盘、管道和控制系统等组成。

气动执行器控制气压的变化，真空发生器产生真空，吸盘用于吸附工件，管道连接各个部件，控制系统控制机械手的运动路径和动作。

功能实现真空吸盘式气动机械手的功能主要包括抓取、移动和放置工件。

当机械手需要抓取工件时，气动执行器放空气使吸盘吸附在工件表面，然后机械手移动到目标位置，气动执行器充气使吸盘释放工件。

注意事项在设计真空吸盘式气动机械手时，需要注意以下事项： - 吸盘的选择：根据工件的大小、材质和表面特性选择合适的吸盘。

- 气源控制：合理设计气源系统，确保气压稳定可靠。

- 控制系统：编写健壮的控制程序，确保机械手的准确和稳定性。

- 安全性：保证机械手运行过程中不会发生意外伤害，如避免误操作等。

结论真空吸盘式气动机械手是一种广泛应用于工业生产中的自动化装配设备，通过气压差实现工件的抓取和放置。

设计合理的机械手可以提高生产效率和产品质量，减少人力成本。

因此，在设计机械手时需要充分考虑各方面的因素，确保机械手的稳定性和可靠性。

以上是关于真空吸盘式气动机械手设计的内容。

如有需要，可根据具体情况进行进一步的完善和扩展。

一种吸盘式爬壁机器人[实用新型专利]

(10)授权公告号 CN 202765130 U(45)授权公告日 2013.03.06C N 202765130 U*CN202765130U*(21)申请号 201220253489.X(22)申请日 2012.05.31B62D 57/024(2006.01)(73)专利权人王进军地址065000 河北省廊坊市广阳区新华路193号(72)发明人王进军(54)实用新型名称一种吸盘式爬壁机器人(57)摘要本实用新型涉及一种吸盘式爬壁机器人，该机器人由上框架、下框架、中间框架、吸盘、气缸、导轨、滑块和气路控制单元等组成。

上框架和下框架的四个角分别有四个升降机构，升降机构的伸出臂上安装吸盘，伸出臂可带动吸盘抬起和放下；上框架和下框架上分别安装有导轨，中间框架的上下两面安装有滑块，分别可在上框架和下框架上滑动；上框架和下框架上装有气缸，气缸的伸出杆端分别和中间框架相连，当下框架的真空吸盘吸在工作面上时，上框架上的吸盘离开工作面，下框架上的气缸可推动中间框架和上框架横向运动；当上框架上的吸盘吸在工作面上时，下框架上的吸盘离开工作面，上框架上的气缸可推动中间框架和下框架纵向运动。

这样上框架和下框架上的吸盘交替吸附，气缸交替运动，就可实现机器人在工作面上的运动。

(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书2页附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页说明书 2 页附图 1 页1/1页1.一种吸盘式爬壁机器人，其特征在于：所述吸盘式爬壁机器人由上框架、下框架、中间框架、吸盘、气缸和导轨等组成，所述上框架上安装有升降机构，升降机构的伸出轴上安装有吸盘；所述下框架上安装有升降机构，升降机构的伸出轴上安装有吸盘；所述上框架上安装有导轨，中间框架上的一面上安装有滑块，中间框架可以和上框架相互滑动；所述下框架上安装有导轨，中间框架上的另一面上安装有滑块，中间框架可以和下框架相互滑动；所述上框架上安装有气缸，气缸的活塞杆和中间框架相连；所述下框架上安装有气缸，气缸的活塞杆和中间框架相连。

爬壁机器人的研究进展

爬壁机器人的研究进展3付宜利,李志海(哈尔滨工业大学机器人研究所,黑龙江哈尔滨　150001)摘要:爬壁机器人是移动机器人领域的一个重要分支,可在垂直壁面上灵活移动,代替人工在极限条件下完成多种作业任务,是当前机器人领域研究的热点之一。

文中介绍了国内外爬壁机器人领域中具有代表性的一些研究成果,分析了各自特点。

在此基础上,对爬壁机器人理论上、技术上的难题进行了探讨,并提出了爬壁机器人未来的发展趋势。

关键词:爬壁机器人;吸附技术;移动技术;技术理论难题;发展趋势中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2008)04-0001-05 爬壁机器人是移动机器人领域的一个重要分支,它把地面移动机器人技术与吸附技术有机结合起来,可在垂直壁面上附着爬行,并能携带工具完成一定的作业任务,大大扩展了机器人的应用范围。

目前,爬壁机器人主要应用于核工业、石化工业、造船业、消防部门及侦查活动等,如对高楼外壁面进行清洗,对石化企业中的储料罐外壁进行检测和维护,对大面积钢板进行喷漆,以及在高楼事故中进行抢险救灾等。

爬壁机器人的应用取得了良好的社会效益和经济效益。

经过30多年的发展,爬壁机器人领域已经涌现出一大批丰硕的成果,特别是20世纪90年代以来,国内外在爬壁机器人领域中的发展尤为迅速[1,2]。

近年来,由于多种新技术的发展,爬壁机器人的许多技术难题得到解决,极大地推动了爬壁机器人的发展,特别是小型爬壁机器人成为机器人领域的一个研究热点。

1　爬壁机器人系统的国内外研究现状自1966年日本的西亮教授研制出第一个爬壁机器人以来,爬壁机器人在日本得到蓬勃发展。

之后,英国、西班牙、美国、德国和俄罗斯等国也相继研制出多种爬壁机器人样机。

20世纪80年代以来,国内许多院校和科研单位也在爬壁机器人领域取得了长足的发展,研制了多种型号的爬壁机器人。

1.1　国外爬壁机器人研究现状1966年日本大阪府立大学工学部的西亮教授成功研制出第一个垂直壁面移动机器人样机,该机器人利用电风扇进气侧的低压作用作为吸附力,使机器人贴附在垂直壁面上。

吸附式爬壁机器人原理

吸附式爬壁机器人原理
《吸附式爬壁机器人原理》
嘿，大家知道吗，有一种特别神奇的吸附式爬壁机器人呢！让我来给你们讲讲它的原理哈。

有一次啊，我去参观一个科技展览，在那里就看到了一个吸附式爬壁机器人在展示。

哇塞，那可真是太有意思啦！它就像一个小小的蜘蛛侠一样，在墙壁上稳稳地爬来爬去。

这个机器人呢，它有一个超级厉害的“秘密武器”，那就是它的吸附装置。

就好像我们人的手能抓住东西一样，它靠着这个装置就能紧紧地贴在墙壁上。

你看哦，它的这个吸附装置就像是一个小小的吸盘，能产生很强的吸力，把它牢牢地固定在那里。

然后呢，它还有一些小轮子或者小脚，就靠着这些来移动，一步一步地在墙壁上前进。

它在那面墙上爬的时候啊，我就一直在旁边盯着看，心里想着这也太神奇了吧！我都感觉自己好像变成了那个机器人，在体验着它是怎么吸附在墙上，怎么移动的。

哎呀呀，我都有点想自己也有这样的本事，能在墙上随便爬呢，那得多好玩呀！
总之呢，吸附式爬壁机器人就是靠着它独特的吸附装置和移动方式，能在各种垂直的表面上自由行动。

这真的是科技的魅力呀，让我们的生活变得更加有趣和神奇啦！是不是很有意思呀，哈哈！。

复合吸附方式爬壁机器人的研制

复合吸附方式爬壁机器人的研制爬壁机器人主要分为两大类：一类是通过机器人自身的重力和腿部运动来爬升，另一类是通过吸附力来实现爬升。

本文采用的是后一种方式，即通过吸附力来实现爬壁。

在设计爬壁机器人时，首先需要选择合适的吸附方式。

常见的吸附方式包括真空吸附、磁吸附和黏性吸附等。

本文采用的是复合吸附方式，即同时采用多种吸附方式来增强吸附力。

可以在机器人底部设计多个吸盘，每个吸盘采用不同的吸附方式，如真空吸附、磁吸附和黏性吸附等。

这样可以增加吸附力的稳定性和可靠性。

需要选择合适的材料来提高吸附力。

在真空吸附方面，可以选择高强度、低膨胀系数的材料，例如硅胶等。

在磁吸附方面，可以选择具有高磁导率的材料，例如铁氧体等。

在黏性吸附方面，可以选择具有良好粘附性的材料，例如弹性胶布等。

在机器人的结构设计方面，需要考虑机器人的稳定性和适应性。

机器人应具有良好的平衡性和抓力调节性，以适应不同墙面的变化和不规则形状的地形。

机器人应具有较小的体积和较轻的重量，以便于携带和操作。

在控制系统的设计方面，需要采用先进的传感器和运动控制算法。

传感器可以用于检测机器人与墙面的接触情况、吸附情况等。

运动控制算法可以用于控制机器人的运动路径、速度和方向等。

在实际应用中，爬壁机器人可以用于进行建筑外墙的检测和维护、钢结构的检查和修理、管道的监测和维修等工作。

它可以取代人工进行高空作业，提高工作效率和安全性。

复合吸附方式爬壁机器人的研制需要选择合适的吸附方式和材料，设计稳定性和适应性良好的机器人结构，以及运用先进的传感器和运动控制算法。

这种机器人在工业维护、建筑检测等领域具有广阔的应用前景，将为人们的生活带来很大的便利。

真空吸盘式独立行走爬壁机器人的设计

摘要摘要近年来，随着社会的发展，楼层越来越高，使用玻璃幕墙的楼房也越来越多，避免清洗时一个很重要的问题，传统的方式多数为人工，或者是采用电缆从楼顶将机器人吊下，工作效率偏低，危险性高，于是清洗用爬壁机器人应运而生，本文的任务就是设计一种能够在壁面上吸附行走的清洗爬壁机器人。

本文在简单介绍爬壁机器人的国内外研究现状的基础上，基于三维软件PROE 对四轮式真空吸附爬壁机器人的本体机构进行了设计，对一些关键部分进行了设计计算及校核计算，重点是爬壁机器人的移动结构、吸附结构和驱动系统的设计计算。

本文设计的爬壁机器人采用四轮式小车形状结构，结构简单；采用真空吸盘吸附方式，设计一个月牙形的真空舱，利用机械结构完成机器人真空吸盘的吸附与排气控制，避免在每个真空吸盘配备传感器的需要，降低了控制难度；采用后轮驱动，一个电机驱动两个后轮，后轮带动前轮完成机器人的行走，使用蜗轮蜗杆传动装置作为减速器；采用地面供电，地面提供负压的方式；机器人可以在水平面或者垂直表面直线行走。

关键词：真空吸附蜗轮蜗杆机构电机驱动四轮式小车ii AbstractAbstractIn recent years, with the development of society, more and more floors, with glass curtain wall building more and more to avoid cleaning a very important issue, most of the traditional way of artificial, or a cable from the top of the building will be used under the robotic crane, low efficiency, high-risk, then cleaned with a wall-climbing robot came into being, this task is to design a walk on the adsorption to the wall climbing robot for cleaning.This paper briefly wall-climbing robot based on the research status, based on three-dimensional software, PROE, four-wheel vacuum on wall-climbing robot body bodies were designed, carried out on some key satisfied with the design calculation and checking terms, focusing on the mobile climbing robot structure, adsorption structure and drive system design and calculation.This designed wall-climbing robot car with four-wheel-type shape of the structure, simple structure; by vacuum suction adsorption, design of a crescent-shaped vacuum chamber, the completion of the mechanical structure of robot vacuum suction of the adsorption and emission control, to avoid each a vacuum suction cups equipped with sensors need to reduce the difficulty of control; with rear-wheel drive, a motor drive two rear wheels, rear wheel drive front wheel complete the robot walk, use a worm gear reducer; use of ground power the ground to provide negative pressure means; robot can walk straight horizontal or vertical surface.Keywords:目录i目录第一章绪论 (4)1.1 本课题的研究背景 (4)1.2 国内外爬壁机器人的研究现状 (5)1.3 国内外爬壁机器人的发展趋势 (6)1.4壁面自动清洗机器人的研究现状与发展方向 (7)1.5设计内容 (8)第二章软件介绍 (9)第三章爬壁机器人的设计方案 (13)3.1爬壁机器人的工作过程 (13)3.2爬壁机器人的基本功能 (13)3.3爬壁机器人的设计 (14)3.3.1爬壁机器人的总体结构 (15)3.3.2移动装置和吸附装置的设计 (15)3.3.3减速装置及传动装置的设计 (19)3.3.4联轴器和轴承选择 (24)3.3.5爬壁机器人机体建模 (24)3.4爬壁机器人PROE运动仿真 (25)第四章结论 (27)参考文献...........................................错误！未定义书签。