基于鉤爪的壁面檢測機(jī)器人的研究.pdf

1、爬壁機(jī)器人需要具備兩個(gè)功能,即吸附功能和移動(dòng)功能。對(duì)于斜拉橋索塔和高架橋橋墩等粗糙壁面的檢測工作,本文設(shè)計(jì)了一種基于鉤爪抓取、平行桿移動(dòng)機(jī)構(gòu)的爬壁機(jī)器人。利用微型鉤刺抓取壁面微凸體的吸附方式,克服了真空吸附和磁吸附對(duì)壁面粗糙程度和材料的限制,采用抓取方式同時(shí)也提高了機(jī)器人在復(fù)雜受力壁面上的吸附穩(wěn)定性。
　　 本文主要從以下幾個(gè)方面對(duì)爬壁機(jī)器人進(jìn)行了研究:
　　 首先,針對(duì)墻壁表面的復(fù)雜形貌,提出了表征壁面特征信息的有效參

2、數(shù),并對(duì)壁面微凸體進(jìn)行了形狀分析,建立了微凸體的形狀參數(shù)與壁面特征參數(shù)之間的聯(lián)系;
　　 其次,基于昆蟲的墻面附著情況,建立了微型尖鉤與壁面微凸體的作用機(jī)理模型,得到了尖鉤頂端尺寸與壁面特征參數(shù)、尖鉤與壁面的摩擦因數(shù)和機(jī)器人設(shè)計(jì)接觸角之間的函數(shù)關(guān)系,為尖鉤的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù);
　　 再次,參照動(dòng)物的前爪一般只以一根肌腱驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì)了爬壁機(jī)器人的鉤爪抓取模塊,并對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析和力分析。采用扭簧驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了鉤爪各個(gè)指頭對(duì)壁