气动多吸盘爬壁机器人
爬壁机器人的组成结构
爬壁机器人的组成结构一、引言爬壁机器人是一种能够在垂直墙面上行走的机器人，它具有很强的适应性和灵活性，被广泛应用于建筑、航空、军事等领域。
本文将介绍爬壁机器人的组成结构，以便读者更好地了解其原理和工作方式。
二、爬壁机器人的主要组成部分1. 机身爬壁机器人的机身是整个系统的核心部分，它包括了所有关键零部件和控制系统。
通常，机身由铝合金或碳纤维材料制成，具有轻量化和高强度的特点。
在机身内部，还配备了电池、电机、传感器等各种设备。
2. 行走模块行走模块是爬壁机器人中最为重要的组成部分之一，它通过运动来实现在墙面上行走。
行走模块通常由几个轮子或履带组成，并且能够自主地调整其形态以适应不同墙面的形状和倾斜角度。
3. 传感器传感器是爬壁机器人中必不可少的组成部分之一，它可以通过感知周围环境来帮助机器人决策。
传感器通常包括激光雷达、红外线传感器、摄像头等，能够精确地测量墙面的倾斜角度和距离。
4. 控制系统控制系统是爬壁机器人中最为关键的组成部分之一，它通过对机身和行走模块的控制来实现在墙面上行走。
控制系统通常由微处理器、电路板等组成，能够自主地调整机身和行走模块的姿态以适应不同墙面的形状和倾斜角度。
三、爬壁机器人的工作原理1. 行走原理爬壁机器人的行走原理是利用吸盘或者磁力来实现在垂直墙面上行走。
吸盘式爬壁机器人通过吸附力将机身固定在墙面上，而磁力式爬壁机器人则是通过电磁铁将自身与墙面产生磁性吸引力。
2. 控制原理爬壁机器人的控制原理是通过传感器不断地获取周围环境信息，并根据这些信息来调整机身和行走模块的姿态，以保证机器人在墙面上行走时的稳定性和安全性。
四、爬壁机器人的应用领域1. 建筑爬壁机器人可以在高楼外墙进行维护和清洁工作，大大提高了工作效率和安全性。
2. 航空爬壁机器人可以在飞机表面进行维护和清洁工作，减少了人力成本和风险。
3. 军事爬壁机器人可以在战场上执行侦察任务，并且能够适应各种地形环境。
五、结论通过本文的介绍，我们了解了爬壁机器人的组成结构、工作原理以及应用领域。
爬窗机器人的发展现状.
发展现状一、国内外的发展现状长期以来,人们就想往能在垂直陡壁上爬行,进行各种作业。
近年来出现的爬壁机器人,实现了这种理想。
由于在垂直陡壁上作业是非常困难和危险的,超越了人的能力极限,所以在国外称此类机器人为极限作业机器人。
它一经问世,就受到了各方的重视。
1966年,日本的西亮教授首次研制成功壁面移动机器人样机,并在大阪府立大学表演成功。
这是一种依靠负压吸附的爬壁机器人。
随后出现了各种类型的爬壁机器人,到80年代末期已经开始在生产中应用。
日本在开发爬壁机器人方面发展最为迅速,主要应用在建筑行业与核工业。
日本清水建设公司开发了建筑行业用的外壁涂装与贴瓷砖的机器人,他们研制的负压吸附清洗玻璃面的爬壁机器人,曾为加拿大使馆清洗。
东京工业大学开发了无线遥控磁吸附爬壁机器人。
在日本通产省"极限作业机器人"国家研究计划支持下,日晖株式会社开发了用于核电站大罐的负压吸附壁面检查机器人。
它有两个独立的负压吸盘,可以在遥控下由地面自动爬行到大罐的弧形壁面,作视觉检查与测厚,并可以跨越障碍。
日本关西电力株式会社开发了核电站壁面点检的爬壁机器人,移动速度为每分5米,负重50公斤。
日立制造所研制了履带式磁吸附检查机器人,带有超声检测装置。
由于采用了负荷分散机构,它能够适应各种凹凸不平的曲面和棚顶。
英国在爬壁机器人领域取得许多成果。
90年代初RTD公司推出了轮式磁吸附爬壁机器人(取名Beetle,已作为商品销售。
最高爬行速度达每分12米,可以自动记录每隔一定距离的壁厚,最高爬行高度为25米。
英国南岸大学于1994年研制成功多足多吸盘气动型爬壁机器人,可以携带一个小工业机器人(例如PUMA260,进行超声检测。
它自重22公斤,负重20公斤。
最近来自英国的报道,一种取名为罗布格三号的爬壁机器人在贝德福市作演示。
它有8条腿,类似巨型蜘蛛,能负重100公斤,可越障,能将砖放入准确位置,研制者计划将其应用于建筑行业。
爬壁清洗机器人设计
爬壁清洗机器人会的不断发展，科学技术的迅猛发展，人类社会的不断进步，现代都市的摩 天大楼越建越多，越建越高，而城市的灰尘污染也越发严重，在这样的背景下，人类需 要依靠升降机平台来逐层地清洗大楼壁面，不但浪费时间和劳动力，而且人类在清洗大 楼壁面的环境越来越恶劣和危险，本课题来自于社会实际的需求，采用爬壁机器人进行 擦洗，降低清洗工人的劳动强度，提高工作效率，特别是提高安全性。如今，在科学技 术领先的国家已经采取了爬壁清洗机器人作为他们的首选工具，用来对大楼外表面进行 清理。
2 爬壁清洗机器人总体结构设计 ---------------------------------- 10
2.1 爬壁清洗机器人的材料选择 ----------------------------------------- 10 2.2 机器人总体结构介绍 ----------------------------------------------- 10 2.3 移动铝板的设计与校核 --------------------------------------------- 11 2.4 吸盘直径的选取 --------------------------------------------------- 13 2.5 电动机的选取 ----------------------------------------------------- 15 2.6 联轴器的选取 ----------------------------------------------------- 18 2.7 轴承的校核 ------------------------------------------------------- 18 2.8 滚动轴承寿命的计算 ----------------------------------------------- 19 2.9 轴的计算 --------------------------------------------------------- 20 2.10 键连接的强度计算 ------------------------------------------------ 21 2.11 轴向气缸的设计与计算 -------------------------------------------- 22 2.12 活塞杆稳定性及挠度验算 ------------------------------------------ 25 2.13 本章小结 -------------------------------------------------------- 28
爬壁机器人原理
爬壁机器人原理
爬壁机器人是一种能够在垂直表面上移动的机器人，它通常被设计用于执行检查、维护、清洁等任务，特别是在需要攀爬高楼大厦或其他垂直结构的环境中。
以下是一般爬壁机器人的原理和设计考虑因素：
吸附力或附着力：爬壁机器人通常使用吸盘、气动吸附、磁性或其他附着技术来在垂直表面上产生足够的附着力。
这确保了机器人能够紧密粘附在墙面上，防止它在运动中脱落。
传动系统：为了在垂直表面上移动，爬壁机器人必须具备适当的传动系统。
常见的传动系统包括轮子、履带、腿部或其他可移动的机构。
这些系统需要具备足够的灵活性和稳定性，以适应不同表面的特性。
感知和导航系统：为了在爬行过程中避免障碍物或调整移动路径，爬壁机器人通常配备了各种感知和导航系统。
这可能包括摄像头、激光传感器、超声波传感器等，以帮助机器人感知周围环境并作出相应的决策。
电源和能源：爬壁机器人需要稳定的电源来驱动其各个部件，以及足够的能源供应，以确保在执行任务时具备足够的工作时间。
一些设计中可能包括可充电电池或连接到外部电源的能源系统。
结构和材料：由于爬壁机器人需要在垂直表面上移动，其结构和材料必须具备足够的强度、轻量性和耐久性。
这可能涉及使用高强度的合金材料或先进的复合材料。
安全性考虑：在设计爬壁机器人时，必须考虑到安全性，特别是在高度或危险环境中的应用。
防止机器人脱离表面、防止外部物体受到机器人运动的影响，以及制定应对机器人故障的安全措施都是重要的考虑因素。
这些原理和设计考虑因素使得爬壁机器人能够在垂直表面上安全、高效地执行各种任务。
气动折纸爬壁机器人的设计与性能分析
气动折纸爬壁机器人的设计与性能分析目录一、内容简述 (2)1. 研究背景及意义 (2)1.1 机器人技术在攀爬领域的应用 (4)1.2 气动折纸机器人的研究现状 (4)1.3 爬壁机器人在实际应用中的价值 (6)2. 研究目标与内容 (7)2.1 设计目标 (8)2.2 研究内容 (9)二、气动折纸爬壁机器人设计原理 (10)1. 气动折纸技术概述 (11)1.1 折纸艺术简介 (12)1.2 气动折纸技术原理 (13)2. 机器人结构设计 (14)2.1 主体结构设计 (16)2.2 行走机构设计 (17)2.3 控制系统设计 (18)三、气动折纸爬壁机器人性能分析 (19)1. 动力学性能分析 (20)1.1 运动学模型建立 (22)1.2 动力学性能仿真分析 (23)2. 爬行性能分析 (24)2.1 爬行能力评估指标 (26)2.2 不同壁面爬行性能分析 (26)3. 稳定性分析 (28)3.1 静态稳定性分析 (29)3.2 动态稳定性研究 (30)四、实验与分析 (32)一、内容简述本文档旨在全面介绍气动折纸爬壁机器人的设计与性能分析，气动折纸爬壁机器人是一种新兴的特种机器人技术，结合了气动技术和折纸机械的创新设计，使其能够在各种复杂环境中如墙面、天花板等实现高效、稳定的攀爬与作业。
文档将详细介绍气动折纸爬壁机器人的设计原理，包括其结构组成、关键部件以及材料选择等。
通过折纸的折叠和展开原理，实现了机器人在墙面上的平稳移动和精确定位。
性能分析是本文档的核心部分，将对气动折纸爬壁机器人的运动性能、承载能力、稳定性和可靠性等方面进行深入研究。
通过实验数据和仿真模拟，评估机器人在不同工况下的表现，并提出优化建议。
文档还将探讨气动折纸爬壁机器人的应用领域和未来发展趋势。
随着技术的不断进步和应用场景的拓展，这种机器人将在更多领域发挥重要作用，如救援、清洁、检查等。
文档将对整个设计与性能分析工作进行总结，指出研究的局限性和未来可能的研究方向，为相关领域的研究者和开发者提供参考和借鉴。
复合吸附方式爬壁机器人的研制
复合吸附方式爬壁机器人的研制复合吸附（composite adhesion）是一种将多种吸附方式结合起来的吸附技术，能够提高机器人在垂直墙面爬行时的附着力和稳定性。
本文将介绍复合吸附方式爬壁机器人的研制，包括原理、设计和实验结果。
一、原理复合吸附方式爬壁机器人主要由两个部分组成：吸附装置和爬行机构。
吸附装置包括多个吸附器件，如粘性吸盘、微胶囊吸盘和真空吸盘。
这些吸附器件可以根据需要组合使用，以实现对不同表面的吸附。
爬行机构包括多个运动单元，如轮子和摆臂。
这些运动单元可以协调运动，以实现机器人在墙面上的爬行。
二、设计复合吸附方式爬壁机器人的设计主要包括吸附装置设计和爬行机构设计。
吸附装置设计：吸附装置应该能够适应不同表面的吸附需求，同时又能够提供足够的附着力和稳定性。
可以采用多种吸附器件组合使用，根据不同表面的特点选择合适的吸附器件。
对于光滑表面可以使用粘性吸盘，对于粗糙表面可以使用微胶囊吸盘。
还可以利用弹性材料和真空吸盘的协作，提高机器人在墙面上的稳定性。
爬行机构设计：爬行机构应该能够协调运动，以实现机器人在墙面上的爬行。
可以采用多个运动单元来实现机器人的运动。
可以设计两个摆臂和两个轮子，摆臂用来控制机器人在墙面上摆动，轮子用来控制机器人的直线运动。
摆臂和轮子的运动可以通过电机控制，以实现机器人在墙面上的爬行。
三、实验结果为了验证复合吸附方式爬壁机器人的有效性，进行了一系列的实验。
实验使用了不同表面的墙壁作为测试平台，包括光滑表面、粗糙表面和倾斜表面。
实验结果表明，复合吸附方式能够显著提高机器人在墙面上的附着力和稳定性。
通过使用不同的吸附器件，机器人可以适应不同表面的吸附需求。
通过协调摆臂和轮子的运动，机器人可以在墙面上稳定地爬行。
实验结果表明，复合吸附方式爬壁机器人是一种有效的爬壁机器人设计。
复合吸附方式爬壁机器人的研制
复合吸附方式爬壁机器人的研制一、复合吸附方式爬壁机器人的概念和优势复合吸附方式爬壁机器人是一种利用多种吸附技术结合的爬壁机器人，其主要包括真空吸附、电磁吸附、压力吸附等吸附方式，通过组合使用这些吸附方式，在不同的墙面环境下都能够实现良好的粘附和移动能力。
相比于传统的单一吸附方式爬壁机器人，复合吸附方式爬壁机器人具有以下几点优势：1. 环境适应性强：通过多种吸附方式的组合，复合吸附方式爬壁机器人可以适应不同材质和不同表面状态的墙面，如平滑玻璃、粗糙混凝土等。
2. 移动稳定性高：多种吸附方式的组合可以减少单一吸附方式的不足，提高机器人在墙面上的稳定性和可靠性。
3. 维护成本低：相比于常规爬壁机器人，复合吸附方式爬壁机器人的吸盘和电磁吸附装置等零部件更加坚固耐用，使用寿命更长，维护成本更低。
二、复合吸附方式爬壁机器人的研制过程复合吸附方式爬壁机器人的研制过程包括初始需求确定、技术方案选择、关键技术攻关、样机制造和试验验证等多个阶段。
关键技术攻关是整个研制过程中最为重要和困难的环节，其包括复合吸附方式的整合设计、控制系统的研发、传感器的设计等多方面内容。
1. 初始需求确定初始需求的确定是整个研制过程的起点，需要根据具体的应用场景和需求确定复合吸附方式爬壁机器人的性能指标、工作环境和工作任务等，以便为后续的技术方案选择提供参考依据。
2. 技术方案选择在初始需求确定的基础上，需要进行各种技术方案的比较和选择，确定最优的复合吸附方式组合，并设计出相应的技术方案，包括吸附结构设计、控制系统设计、传感器设计等内容。
4. 样机制造和试验验证在各项关键技术攻关完成后，需要进行样机制造和试验验证，对复合吸附方式爬壁机器人的性能和可靠性进行全面的测试和验证，以保证其在实际应用中的有效性和稳定性。
三、复合吸附方式爬壁机器人的技术特点复合吸附方式爬壁机器人具有以下几个技术特点：1. 多种吸附方式的整合设计：通过组合利用真空吸附、电磁吸附、压力吸附等多种吸附方式，实现对不同墙面的适应和粘附。
一种气动爬壁机器人[发明专利]
![一种气动爬壁机器人[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7fac5c6fd0d233d4b04e691a.png)
专利名称：一种气动爬壁机器人
专利类型：发明专利
发明人：于复生,姜福亭,沈孝芹,李琦,刘红艳,郭梅静,李巍申请号：CN200710016835.6
申请日：20070713
公开号：CN101092152A
公开日：
20071226
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种气动爬壁机器人，该机器人是由前脚步进电机减速组件、后脚步进电机减速组件、转向步进电机减速组件以及吸盘、吸盘支架、气缸、气路控制单元等组成。
前脚、后脚步进电机减速组件均由步进电机、谐波减速器组成的减速单元以及用键连接在谐波减速器输出轴上的大齿轮与齿条组成的支脚伸缩机构组成，用步进电机的正反转驱动支脚的伸出与收缩。
转向步进电机减速组件是由步进电机、谐波减速器以及一对锥齿轮组成，用步进电机的正反转驱动机器人沿后脚支架的中心点0°～360°任意角度旋转。
机器人的前进、后退是依靠安装在机器人前脚、后脚间的气缸的伸缩实现的。
申请人：于复生
地址：250014 山东省济南市历下区和平路47号山东建筑大学机电学院
国籍：CN
代理机构：济南圣达专利商标事务所
代理人：郑华清
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面) , i = 1, 2, 3; Fi 为作用在第 i 个吸盘上的空气压力 差, 即为真空吸力, i = 1, 2, 3; f i 为墙壁对第 i 个吸盘 的摩擦力, i = 1, 2, 3; G 为整个爬壁机器人的重量; L 为爬壁机器人的等效重心到墙壁的距离; L1 为最前面 的吸盘到最后面吸盘之间的距离; L 2 为爬壁机器人在 同一水平线上两个吸盘的跨度。
橡胶管的刚度, 还限制了橡胶管的径向变形。当通气
管通入高压气体时, 驱动器在气体压力的作用下, 发生
变形, 由于壁内钢丝的作用, 径向变形很小, 驱动器主
要产生轴向的伸长; 当气体压力逐渐降低到与大气压
收稿日期: 2005- 05-19 作者简 介: 孙锦 山( 1980) ) , 男, 江苏省 海安 县人, 硕 士研 究 生, 主要从事机电控制及智能机器人等方面的 研究工作。
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液压与气动
2005 年第 8 期
气动多吸盘爬壁机器人
孙锦山, 杨庆华, 阮 健
Pneumatic Mult-i suckered Wal-l climbing Robot
SUN Jin-shan, YANG QING- hua, RUAN Jian
( 浙江工业大学 机电学院, 浙江 杭州 310014)
11 真空发生器 21 电磁阀 31 溢流阀 51 比例阀 61 柔性驱动器 a) 气动
41 气泵
b) 电气 图 3 控制系统
阀的特点是在输入气体的气压一定时, 其输出气体的 气压与比例阀上输入信号的电压成线性关系, 所以我 们可以通过控制比例阀的输入信号来获得我们想要的 大气。真空吸盘和柔性驱动器是分别通过电磁阀和比 例阀来控制的, 而比例阀输出气压的高、低及电磁阀的 开关是通过电控系统来控制的。 312 电控系统
当爬壁机器人携带设备进行工作时, 如果负载或 运行参数超过其允许范围, 就又可能从墙壁上滑下或 者倾翻, 因此分析爬壁机器人的负载能力和安全运动 条件, 即安全性能分析对安全工作是必要的, 也是进行 设计和运动控制的基础和约束条件。
由于每时每刻至少有 3 个吸盘吸附在墙壁上, 所 以我们只要分析当 3 个吸盘吸附在墙壁 上时的安全 性, 而此时又分为 2 种情况: 前 3 个吸盘吸附在墙壁上 和第 1 个与后 2 个吸盘吸附在墙壁上。我们先考虑第 2 种情况下机器人的安全吸附性, 为了简化, 这里只考 虑静态吸附的情况, 此时爬壁机器人的受力情况如图 2 所示。
a) 吸附机构
b) 驱动机构
11 端盖 21 螺旋钢丝 31 弹性壳体 41 紧固圈 51 管接头
图 1 爬壁机器人
111 驱动机构
驱动机构实际上就是一个气动柔性驱动器, 气动
柔性驱动器是由改进过的橡胶管做成。图 1b 是驱动
器的结构图。该驱动器是利用橡胶的伸缩性用特殊工
艺加工而成, 橡胶管壁内缠绕有螺旋钢丝, 不仅加强了
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相等时, 螺旋钢丝和弹性橡胶收缩, 驱动器恢复原形。 适当地调节气体压力的高低, 便可以使驱动器在弹性 范围内伸长和收缩, 完成驱动动作。该驱动器具有结 构简单、易于小型化、重量轻、柔性好、无摩擦、不需润 滑等优点。 112 吸附机构
吸附机构由 5 个吸盘及 5 个真空发生器组成。如 图 1a 所示吸盘安装在吸盘支撑板上, 吸盘支撑板和柔 性驱动器之间通过连杆和弹簧相连, 而真空发生器的 出气口连在如图 1a 所示吸盘上端的进气口。随着机 器人的运动, 当 1 组吸盘完全接触工作表面到达吸附 状态时, 对应的电磁阀打开, 与之相连的真空发生器工 作产生真空, 吸盘吸附在工作表面上; 反之, 随着机器 人前进, 当 1 组吸盘即将要离开平面时, 对应的电磁 阀关闭, 则吸盘的吸附力逐渐降到零, 而可以脱离工 作表面。在设计中, 任何时刻都至少保证有 3 个吸盘 同时吸附在工作表面上, 以产生足够的吸附力, 防止 机器人从墙壁上滑下或倾翻。 2 安全性能分析
摘 要: 介绍了一种气动爬壁机器人的原型设计, 该机器人新颖之处在于采用多个吸盘组成的吸附机构 和气动柔性驱动机构, 它可以在玻璃面上和平整的金属表面上蠕动爬行。主要阐述了爬壁机器人关键结构 的设计、安全性分析、控制系统和运动实现。
关键词: 爬壁; 吸盘; 柔性驱动器
中图分类号: TH138 文献标识码: B 文章编号: 1000- 4858( 2005) 08- 0056-04
目前浙江工业大学机电学院机械电子研究所正在
研究一种基于气动柔性驱动器[ 7] 的小型多吸盘爬壁机 器人。 1 机器人的结构
气动多吸盘真空吸附式爬壁机器人能够在地面及 平整的壁面上直线爬行与弯曲爬行, 主要由吸附机构, 驱动机构和提升装置组成。本文设计的爬壁机器人如 图 1 所示。该机 器人 尺寸 为 150 mm @ 100 mm @ 90 mm, 重 500 g。
摘 要: 介绍了静压支承圆柱副油膜在压差流动和挤压流动同时存在时的承载能力的求解方法, 为圆柱 副油膜的理论研究提供了理论依据。
关键词: 压差流动; 挤压流动; 承载能力
中图分类号: TH137 文献标识码: B 文章编号: 1000- 4858( 2005) 05- 0059-02
1 引言
在摩擦副之间, 如已存在一定厚度的油膜, 在外载
爬壁机器人的运动是通过控制与气动柔性驱动器 相连的比例阀及控制与 5 个吸盘相连的一组电磁阀的 开关来实现的。
运动实现的具体步骤如下: ( 1) 首先通过控制电磁阀将机器人的第 1 个与最 后 2 个吸盘吸附在墙壁上, 即爬壁机器人的初始状态; ( 2) 这 时打开比例阀 对气动柔 性驱动器 进行充 气, 柔性驱动器在大气压力下伸长, 此时由于与驱动器 相连的后面的 2 个吸盘吸附在墙壁上, 所以驱动器只 能向前伸长, 同时使前面的弹簧装置处于压宿状态; ( 3) 在柔性驱动器伸长一定长度后, 控制电磁阀 将机器人的中间 2 个吸盘吸附在墙壁上; ( 4) 然后控制电磁阀将后面 2 个吸盘松开, 同时 对柔性驱动器放气, 这时驱动器在其内部弹簧的作用 下开始收缩, 同时带动机器人的后 2 个吸盘一起向上 运动到驱动器的原长位置; ( 5) 在柔性驱动器回复到原长位置时, 先控制电 磁阀将后面的 2 个吸盘吸附在墙壁上, 然后将最前面 的吸盘松开, 这时处于压缩状态下的弹簧就要恢复到 原长, 使得最前面的吸盘向前伸长, 这样, 整个爬壁机 器人就向前前进了一个步距; ( 6) 重复以上步骤, 爬壁机器人就能在壁面上实 现蠕动。 5 结论 气动多吸盘爬壁机器人采用气动柔性驱动机构, 并采用多吸盘真空吸附方式吸附在墙壁表面, 经过试 验证明, 该爬壁机器人不仅能够在玻璃幕墙上蠕动爬
电控系统是用来控制电磁阀与比例阀的, 其原理 框图如图 3b。
如图所示电磁阀是通过连在工控机上的多功能数 据采集卡的 DO 输出口来控制的, 而比例阀则由其 DA 输出口控制。爬壁机器人的运动控制指令由工控机发 出, 并通过多功能数据采集卡来执行其指令再去控制 比例阀与电磁阀, 使机器人实现所要求的运动。 4 爬壁机器人的运动实现
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液压与气动
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约束条件:
F > GL /
L
2 1
+
L22/ 4
( 9)
F > G/3L
从爬壁机器人的安全吸附的约束条件看, 当其重 力和其重心到墙壁的距离以及墙壁的 摩擦系数一定 时, 爬壁机器人的吸盘所需的最小吸力与其处于吸附 状态下吸盘之间的上下及左右的跨度成反比的关系。 显然, 当前面 3 个吸盘吸牢时吸盘所需的最小吸力最 大, 所以只要真空发生器使吸盘产生的吸力能够满足 此时的条件, 那么就可以认为机器人在整个运动过程 中都是安全的。 3 爬壁机器人的控制系统
荷的作用下, 油膜被挤压变薄, 在摩擦副 间形成压力 场, 此压力场的合力, 可以平衡外载荷力, 此即为圆柱
( 1) 为了避免机器人从墙壁面上滑下, 根据摩擦 力的特性, 一般情况, 在同样的工况下, 最大静摩擦力 要大于滑动摩擦力, 所以有:
3
E G < min(f sliding , f mstatic ) = f sliding =
LN i ( 1)
i- 1
式中 L) ) ) 摩擦系数
f sliding ) ) ) 滑动摩擦力
f mstatic ) ) ) 最大静摩擦力
( 2) 为了避免机器人从壁面上倾翻下来, 在颠覆 力矩的作用下, 应该满足:
Ni > 0
( 2)
假设垂直墙壁的方向为 X 轴方向, 与墙壁平行的
方向为 Y 轴方向 , 此时 X 轴与 Y 轴方向的受力应该 满足:
3
E Fi - Ni = 0
( 3)
i=1
3
Efi- G = 0
( 4)
i=1
所受的平衡力矩为( 以最前面的吸盘的中心点为 参考点) :
( N 2 - F2 + N3 - F3)
L
2 1
+
L
2 2
/
4
=
GL
( 5)
为了计算方便, 我们假定墙壁对后面 2 个吸盘的
作用力是相等的, 即:
N2 = N3
( 6)
同时我们假定各个吸盘的真空度是相等的, 则作
用在吸盘上的吸力为:
F = Fi = sT
( 7)
式中 s ) ) ) 每个吸盘的吸附面积
T) ) ) 工作吸盘内的真空度
由式( 3) ~ 式( 7) 解得:
N 1 = F - GL/
L
2 1
+
L
2 2
/
4
( 8)
N 2 = N 3 = 2F + GL / L12 + L22/ 4