一种基于行星履带轮越障与混合双吸附补偿的爬壁机器人的设计与研究

作     者：黄华 王虎林 王庆粉 史方青 HUANG Hua;WANG Hulin;WANG Qingfen;SHI Fangqing

作者机构：兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730000 

出 版 物：《机器人》 (Robot)

年 卷 期：2022年第44卷第4期

页      面：471-483页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：爬壁机器人 行星履带轮 混合双吸附 越障性能 运动分析 

摘      要：针对爬壁机器人在复杂壁面工作时越障能力弱、移动迟缓和吸附力不足等问题,设计了一种基于行星履带轮越障与混合双吸附补偿的爬壁机器人,并对壁面移动和越障的性能进行研究。首先根据机器人在壁面上的运动原理,建立其力学模型,计算出沿壁面移动和越障所需的吸附力;进一步结合其受力情况,对越障过程中爬升阶段和跨越阶段的吸附力补偿模型和行星履带轮越障模型进行分析,确定了最大越障高度、临界工作条件和最优吸附力分配关系;在此基础上建立仿真模型对容易出现的滑移和倾覆两种失效形式进行静力学和动力学仿真,分析其稳定工作的条件。实验验证了爬壁机器人在壁面上移动和越障的稳定性,表明所设计的机器人具有移动灵活、吸附稳定和越障性能强的特点。