爬壁机器人翻越焊缝过程动力学建模研究

作     者：朱世强 高振飞 宋伟 杜镇韬 李存军 郑妙娟 ZHU Shiqiang;GAO Zhenfei;SONG Wei;DU Zhentao;LI Cunjun;ZHENG Miaojuan

作者机构：浙江大学海洋电子与智能系统研究所舟山316021 之江实验室杭州311121 西南交通大学轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室成都610031 舟山市质量技术监督检测研究院舟山316021 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2020年第51卷第12期

页      面：377-383页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：西南交通大学轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室开放课题(2019YW002) 浙江省市场监督管理系统质量技术基础建设项目(20190132、20200133) 舟山市定海区科技计划项目(2020C41001)。 

主　　题：爬壁机器人 充气轮 磁吸附 焊缝 动力学建模 

摘      要：用于远洋渔船外板除锈的爬壁机器人在进行壁面作业时需要翻越焊缝,采用充气轮的爬壁机器人在翻越焊缝后会出现轮胎压缩量的减小,导致磁铁气隙增大、磁铁吸附力减小,从而削弱爬壁机器人的负载能力,降低了壁面行走可靠性,为此对爬壁机器人翻越焊缝的动力学过程进行研究。首先,将驱动轮轮胎简化为弹簧阻尼器,建立爬壁机器人翻越焊缝过程的动力学模型,并将驱动轮的翻越焊缝过程划分为不同的阶段;其次,利用数值方法求解该动力学模型,分析不同胎压下驱动轮翻越焊缝过程中爬壁机器人的运动状态;最后,进行了爬壁机器人翻越焊缝过程试验,结果表明,机器人翻越焊缝过程的试验结果与数值仿真结果基本一致,验证了本文所建动力学模型的正确性与合理性。