爬墙机器人资料

方案一、

最新研究结果表明: 壁虎能在垂直的墙壁甚至光滑的玻璃上爬行主要靠分子之间的范德瓦尔斯( vanderW aa ls)引力, 此种分子引力是通过中性分子间距离非常近时产生的剩余电磁的相互作用产生的。它的脚具有特殊的结构, 每只脚底部长着数百万根极细的刚毛(如图1中( a )所示) , 刚毛的长度仅0. 1 mm左右, 每根刚毛末端又有约400~ 1 000根顶部呈刮铲状的更细的分支毛(如图1中( b )所示), 每根分支毛的直径与毛间距都是几百纳米。这种精细的结构使壁虎与墙壁或玻璃表面的分子间的距离非常近, 从而产生分子引力, 一根刚毛的最大引力约为200 LN (与接触面性质无关, 无吸盘, 无腺体), 虽然每根刚毛产生的力微不足道, 但几十亿个着力点累积起来就很可观, 这样可估算出每只脚的粘合力应为100 N, 一百万根刚毛虽然总面积不到一角硬币的面积, 但可以提起20 kg 的重量, 是真空式吸盘的20倍。如果壁虎同时使用全部刚毛, 就能够支持重125 kg 的物体。实际上, 壁虎只需用一只脚趾, 就能够支持整个身体, 相对于它的体重, 留下了数千倍的备用吸附力[ 5] 。现有研究资料表明, 壁虎在爬行时只使用部分刚毛, 依靠刚毛不停地与墙面接触、分离达到吸附效果, 并通过轮换使用来保证刚毛的清洁。壁虎脚上的刚毛末端在和墙壁成30b角时吸附力达到最大, 稍一改变角度, 吸附力就急剧下降, 壁虎利用脚趾上的肌肉控制刚毛的角度来改变吸附力进而来实现吸附或放开。

方案二、

爬墙机器人采用气压作为动力源, 为了能在墙壁上平衡运动, 设计成五足式, 见图1。我们采用的是两坐标运动方式, 即水平和垂直方向。很显然通过运动合成, 可以实现任意地方的到达。下面以向上运动为

例, 其运动过程如下:

本机器人主要用到吸盘、气缸、电磁阀、真空发生器、溢流阀和气压泵等气动元件。气动原理图如图2 所

示, 各电磁阀的工作状态如表1。

方案三、

陆地上的蜗牛是利用脚的收缩能力来推动自己的前行的。蜗牛会分泌出一种黏液物质把它的脚粘在物体表面，蜗牛从后面收缩脚的肌肉，然后把前面的部分向前推进。它所分泌的黏液形成的一层胶质膜使它保持贴在墙上，并且防止它在滑回去。当收缩到到达脚的前部时，蜗牛又全部伸展开，这样就从它的原来位置向前移动一点儿。因此蜗牛能向前的任何角度缓慢地移动。