日本磁吸附爬壁机器人的研究现状

本文概述了磁吸附爬壁机器人的研究现状，介绍了各种移动力方式的磁吸附爬壁机器人的应用场所及优缺点，为今后的研究提供了参考。     

磁吸附爬壁机器人控制系统的研究

在研制爬壁机器人基础上，比较了磁吸附爬壁机器人的各种吸附与驱动方式的优缺点，设计了机器人的控制系统，推导出控制算法，并实验结果表明控制系统能满足工作要求。     

磁吸附爬壁机器人控制系统的研究

在研制爬壁机器人基础上，比较了磁吸附爬壁机器人的各种吸附与驱动方式的优缺点，设计了机器人的控制系统，推导出控制算法，并实验结果表明控制系统能满足工作要求。     

履带式磁吸附爬壁机器人喷漆机的设计

本文讨论了用履带式磁吸附爬壁机器人实现喷漆的问题，阐述了喷漆机构运动的实现以及如何保证喷漆连续条件。设计了可工作于平面和弧面的喷漆机构，并且在罐壁上进行了实验，达到了预期的效果。     

壁面清洗爬壁机器人的研究与产业化工作

在国家８６３高技术计划资助下,哈工大机器人研究所在壁面移动机器人领域辛勤耕耘,已逾十年．先后研制成“壁面爬行遥控检查机器人”、“喷砂、喷漆履带式永磁吸附爬壁机器人”。去年又研制成为高层建筑清洗壁面的爬壁机器人。近年来城市建设迅速发展,特别在南方城市,高层建筑如雨后春笋,迅速拔地而起。随之带来一个如何保持壁面清洁的问题。特别是国际性大都市对此十分迫切。在国内目前都采用吊篮、吊凳,人工清洗方式．这种方式作业很不安全,劳动量大,工作效率低。目前尚无合适的自动化设备。因此设计一种壁面清洗作业的自动化工具…     

履带式磁吸附爬壁机器人喷漆机构的设计

本文讨论了用履带式磁吸附爬壁机器人实现喷漆的问题，阐述了喷漆机构运动的实现以及如何保证喷漆连续条件．设计了可工作于平面和弧面的喷漆机构，并且在罐壁上进行了实验，达到了预期的效果     

自导向磁吸附爬壁机器人控制系统的实现

介绍了自导向磁吸附爬壁机器人的控制系统.通过平面布置光纤传感器来确定机器人的可能位置和姿态.通过对调整动作进行优化,并对状态切换表进行在线学习,能够较快地完成对姿态的调整.     

双足爬壁机器人壁面凹过渡步态规划研究

针对腿足式爬壁机器人在壁面过渡时的步态规划问题，以一种真空吸附式双足爬壁机器人为研究对象，在步态分析的基础上，基于有限状态机建立了机器人的步态模型，进而提出了基于加权插值和BP神经网络的双足爬壁机器人壁面凹过渡在线步态规划算法，为提高机器人壁面过渡的自主控制能力奠定了基础．仿真分析和实验结果表明，该步态规划算法对于实际的机器人系统是有效的和可行的。     

基于DSP技术的爬壁机器人吸附控制系统设计

壁面吸附是爬壁机器人的基本功能之一,其吸附程度直接影响爬壁机器人的稳定性和移动速度;为此,设计了基于DSP技术的爬壁机器人吸附控制系统;选择爬壁机器人传感器装置,加设DSP数字信号处理器,设计爬壁机器人吸附控制器;在硬件结构的支持下,根据爬壁机器人的组成结构和工作原理,构建相应的数学模型;在该模型下,利用DSP技术计算爬壁机器人吸附力;通过爬壁机器人在壁面环境下的受力分析结果,确定爬壁机器人安全吸附条件;以吸附控制器作为执行机构,实现爬壁机器人的吸附控制;选择负压爬壁机器人作为测试样机,通过系统测试表明,在瓷砖、木板、玻璃三种壁面环境下,与两个对比系统相比,应用此次设计系统得出爬壁机器人吸附力的控制误差降低了2.04 N,倾覆风险系数降低了0.29,具有较好的吸附控制效果。     

爬壁机器人技术的应用

本文简要介绍了哈尔滨工业大学机器人研究所研究开 发的负压吸附和磁吸附两个系列共5个品种的壁面爬行机器人,介绍了其关键技术、实现的 功能及达到的技术水平等．     

履带式爬壁机器人磁吸附单元的磁场及运动分析

介绍了履带式磁吸附爬壁机器人的磁吸附单元的结构和工作原理．对单个磁块建立了有限元模型,并利用ANSYS软件对不同工作状态的磁块进行了磁场求解．进而,通过对一系列电机的扭矩测量确立了履带的平面力学方程,为机器人的动力学和运动学奠定了基础．     

变磁力吸附爬壁机器人的结构设计与爬越焊缝特性

为提高储油罐壁检测作业的可靠性和安全性,研究设计了一种变磁力吸附机器人本体结构并研究其爬越焊缝特性.首先基于ANSYS平台对机器人变磁力吸附单元进行仿真分析,得到了机器人本体的磁感应强度分布及磁吸附力.然后建立了爬越焊缝过程的动力学模型,应用ADAMS对其进行动力学仿真分析,得到了该过程中的磁吸附力变化曲线.通过分析验证了机构的合理性和实用性.     

基于CAN总线的壁面移动机器人分布式控制系统软件设计研究

首先提出了壁面移动机器人的控制体系结构，建立了基于CAN总线的分布式机器人控制系统硬件平台，确定了各控制节点间的通讯协议，并根据所提出的分布控制器结构设计了控制软件。     

水冷壁磨损检测机器人控制系统的设计与研究

为了有效提高石化行业对锅炉水冷壁壁厚的检测效率,设计了一种磁吸附履带式爬壁机器人,并在此载体上采用分级控制系统来共同实现高空检测;首先,下位机使用ARM Cortex-M3为内核的32位微控制器,并采用模糊PID控制方法实现对锅炉水冷壁磨损检测机器人的位姿进行控制,完成直线路径跟随动作;除此之外,还配备超声波无损检测技术、图像采集器以及位移传感器等,来实现锅炉水冷壁磨损检测机器人最终管壁实时图像视频以及检测数据的采集;其次,基于Visual Studio 2010平台创建人机交互界面,实现与下位机的数据传输以及后续检测数据处理;最后,实验仿真证明该分级控制系统运动稳定可靠,上下位机能实时通讯,提高了爬壁机器人的工作速度和处理能力,有效提高检测效率,具有较高的智能化水平。     

基于改进型非线性干扰观测器的爬壁机器人轨迹跟踪

针对爬壁机器人建模不准确及容易受外部扰动的影响造成位置及姿态误差的问题,提出了一种基于改进型非线性干扰观测器的轨迹跟踪控制方案.首先通过反演控制设计了一个运动学控制器为机器人动力学控制提供参考质心速度与角速度.其次应用改进型非线性扰动观测器作为前馈控制对建模误差及外部扰动进行估计,并保证扰动误差以指数形式收敛.最后针对...     

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

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...     

Design and analysis of a wall-climbing robot for passive adaptive movement on variable-curvature metal facades

To facilitate the safe adsorption and stable motion of robots on curved metal surfaces, a wall-climbing robot with a wheeled-type mobile mechanism that can passively self-adapt to walls with different curvature is proposed. The robot is composed of two relatively independent passive adaptive mobile mechanisms and overrunning permanent magnetic adsorption devices to achieve effective fitting of the driving wheels to the wall surface and adaptive surface motion. The overall design is based on a double-hinged connection scheme and gap-type permanent magnetic adsorption. The minimum adsorption force required for the robot to achieve stable climbing motion with no risk of slipping or capsizing is determined by developing a static analysis model. The effects of air-gap size and wall thickness on the adsorption force are analyzed by means of magnetic circuit design studies and parametric simulations on the permanent magnet adsorption device, as well as design optimization of the permanent magnet device. The motion performance test of the fabricated prototype shows that the robot can achieve adaptive curvature motion with self-attitude adjustment, and has a certain load capacity, obstacle crossing capability, and good surface adaptivity.     

Mechanism Design and Mechanical Analysis of Multi-Suction Sliding Cleaning Robot Used in Glass Curtain Wall

In order to meet the needs of high-altitude glass curtain wall cleaning, a multi-suction sliding cleaning robot was designed. The sliding robot sucker, cleaning system, obstacle avoidance and rotation ability, walking circuit and mobile working principle of the cleaning robot were designed. This involved the analysis of the robot’s anti-rollover mechanics during adsorption, of robotic winds when working at height, and of anti-sliding mechanics during robot movement, in order to explore feasible ways to improve the robot’s adsorption performance. The relationship between the effective diameter D of the suction cup, the vacuum degree △ P, and the gravity G should be determined by the anti-slipping analysis. In order to ensure the safe and reliable adsorption force and the flexibility of this robot when moving on a wall, the aforementioned analyses were conducted to improve the motion performance of wall-climbing robots, which provides a good theoretical basis for design optimization and motion control of cleaning robots. The curtain wall cleaning robot has stable walking ability and can clean the wall surface effectively; therefore, it has a certain practical value.     

仿尺蠖多模式爬壁机器人设计与控制方法研究

对于高层建筑清洁、大型化工罐体焊接与检测以及管道、隧道等狭小空间的安全巡查,传统方式为人工操作,存在安全隐患及效率低下等缺点,针对这些问题,提出了一种爬壁机器人设计方案;通过研究自然界尺蠖类生物的壁面攀爬机理,结合仿生技术,利用真空吸附和爪刺抓附两种附着技术,研发了一种仿尺蠖多模式爬壁机器人;首先在静态条件下,采用D-H参数法建立了机器人运动学数学模型,求解了机器人运动学的正、逆解,然后进行了基于极坐标理论的机器人控制方法研究,分析了了步态控制策略,并基于嵌入式控制器搭建了实际样机的控制系统,进行了功能性测试,验证了爬壁机器人的运动学模型的正确性和步态控制方法的平稳性,为双足类仿生机器人进一步研究提供了参考。