收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

带滑动式吸盘的爬壁机器人运动特性分析及其应用研究

钱志源  
【摘要】: 爬壁机器人(Wall Climbing Robot,WCR)是一种在壁面环境下作业的自动化机械装置,可将人从危险、繁重的工作中解脱出来,并能有效降低成本、提高作业效率和自动化水平。根据吸盘的壁面运动特点分类,WCR可分为带普通吸盘和带滑动式吸盘(Sliding Suction Cup,SSC)两种机构形式。与普通吸盘通过交替吸附方式实现壁面移动不同,SSC与壁面间存在相对滑动,带SSC的WCR能连续运动,具有机构简单、移动灵活、速度快等优点。但SSC吸附力不是越大越好,且易受壁面环境和运动状态影响,吸附力大小一定程度上决定了该类WCR的壁面运动特性。因此,如何设计WCR的运动机构和SSC结构,保证在稳定且可靠吸附的前提下获得优异的运动性能是研究该类WCR的关键问题之一。本文首先针对带SSC的轮式WCR(Wheeled WCR,WWCR),分析了SSC吸附力和WCR自身质量的变化对其运动特性的影响。在此基础上,为了促进带SSC的WCR在平面幕墙清洗领域的应用,设计了WWCR的简化机构:一种壁面牵引滑动式清洗机器人(Wall Sliding Cleaning Robot,WSCR),并和WWCR运动特性和工作能力进行了比较。最后通过对WSCR和WWCR两种SSC结构负压吸附特性的对比分析,提出了进行SSC结构设计的指导原则和负压控制方法。本文主要研究内容如下: (1)变SSC吸附力和变质量情况下WWCR的动力学建模。首先建立了纯滚动假设条件下基于Routh方程的双轮差速WWCR动力学模型,用来分析在复杂多变的壁面环境下SSC吸附力的波动对WWCR运动特性的影响,并可将吸附力作为辅助容许控制变量,调整和改善WWCR的运动性能;进一步将一类自身拖曳电缆或作业原料(如清洗液、油漆)等质量或负荷随着作业高度和进度发生变化的WCR(包括WWCR)看


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 子荫 ,周洁;爬壁机器人[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2001年01期
2 ;神奇的壁面清洗爬壁机器人[J];信息技术;2002年02期
3 覃善兴;刘荣;徐祯祥;;小型负压式爬壁机器人压力配置的优化设计[J];军民两用技术与产品;2007年02期
4 吴善强;陈晓东;李满天;孙立宁;;爬壁机器人的力学分析与实验[J];光学精密工程;2008年03期
5 衣正尧;弓永军;王兴如;王祖温;;船舶除锈爬壁机器人设计方案研究[J];机床与液压;2010年07期
6 衣正尧;弓永军;王祖温;王兴如;;新型除锈爬壁机器人附壁建模与仿真[J];四川大学学报(工程科学版);2011年02期
7 彭晋民;李济泽;邵洁;李军;;负压爬壁机器人吸附系统研究[J];中国机械工程;2012年18期
8 陈勇;王昌明;包建东;;新型爬壁机器人磁吸附单元优化设计[J];兵工学报;2012年12期
9 潘沛霖,韩秀琴,赵言正,闫国荣;日本磁吸附爬壁机器人的研究现状[J];机器人;1994年06期
10 潘焕焕,赵言正,刘淑良,徐殿国,王炎;多功能履带式磁吸附爬壁机器人的姿态控制研究[J];哈尔滨工业大学学报;2000年02期
11 邵浩,赵言正,王炎;爬壁机器人在弧面上爬行时的吸附稳定性的分析[J];机器人;2000年01期
12 邵浩,赵言正,王炎;单吸盘爬壁机器人的吸附稳定性的分析及计算[J];机械设计;2000年03期
13 沈为民,潘佩霖,王炎;多功能水冷壁排管爬壁机器人的研制[J];南京航空航天大学学报;2000年04期
14 潘焕焕,赵言正,王炎;锅炉水冷壁清扫、检测爬壁机器人的研制[J];中国机械工程;2000年04期
15 秦岚,张智海,蔡秀梅,刘京诚,岳朝虎,潘英俊;微小步行爬壁机器人的电磁直接驱动方式[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年03期
16 韩冬桂,李国栋,刘正林,范世东;磁吸附爬壁机器人驱动系统设计[J];交通科技;2002年06期
17 蒋志坚,徐殿国,孙光伟,王炎;交流伺服清洗爬壁机器人的姿态控制[J];哈尔滨工业大学学报;2002年04期
18 王军波,陈强,孙振国;爬壁机器人变磁力吸附单元的优化设计[J];清华大学学报(自然科学版);2003年02期
19 吴胜龙,邸建国,孙亚萍,梁延德;五足爬壁机器人[J];机械;2004年04期
20 田兰图,杨向东,赵建东,赖庆文,陈恳;油罐检测爬壁机器人结构与控制系统设计[J];机器人;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 刘登成;刘传才;董宏林;洪方文;;爬壁机器人系统空气动力性能数值分析[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
2 刘雪飞;于今;刘伟;;一种新型爬壁机器人结构建模分析与实验研究[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
3 刘万里;曲兴华;闫勇刚;;轮腿复合式爬壁机器人设计及运动特性分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 孙锦山;杨庆华;阮健;;气动多吸盘爬壁机器人[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
5 肖军;贾宁宇;于淼;席宁;;小型爬壁机器人步态规划的研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘京诚;微小步行爬壁机器人驱动与位置检测技术及系统[D];重庆大学;2003年
2 吴善强;低噪声负压吸附爬壁机器人系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 衣正尧;用于搭载船舶除锈清洗器的爬壁机器人研究[D];大连海事大学;2010年
4 刘彦伟;爪刺式爬壁机器人仿生机理与系统研究[D];中国科学技术大学;2015年
5 李志海;轮足混合驱动爬壁机器人及其关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 陈勇;Halbach阵列机器人磁吸附单元理论分析与实验研究[D];南京理工大学;2013年
7 邵洁;基于壁虎形态仿生的爬壁机器人技术研究[D];北京理工大学;2014年
8 钱志源;带滑动式吸盘的爬壁机器人运动特性分析及其应用研究[D];上海交通大学;2007年
9 吴明晖;面向焊接任务的轮足式非接触磁吸附爬壁机器人研究[D];上海交通大学;2014年
10 于敏;仿壁虎脚掌粘附材料及驱动材料的研究[D];南京航空航天大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐浩;船舶壁面除锈爬壁机器人的研究[D];大连海事大学;2008年
2 赵兴飞;气驱爬壁机器人理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
3 李德威;基于钢铁墙壁的永磁吸附爬壁机器人研究[D];太原理工大学;2010年
4 熊旺辉;双体爬壁机器人系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 李恒;爬壁机器人动力特性研究及仿真分析[D];青岛科技大学;2010年
6 孙锦山;气动爬壁机器人的结构设计及其控制系统的研究[D];浙江工业大学;2006年
7 张栋;足式爬壁机器人设计及底层控制系统[D];中国科学技术大学;2006年
8 王荣华;爬壁机器人设计及动力性能研究[D];沈阳工业大学;2007年
9 杨艳云;磁吸附爬壁机器人的软件控制系统研究[D];北京理工大学;2011年
10 王黎明;静电吸附式爬壁机器人的吸附机理及实验研究[D];华南理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 刘培香初霞;反恐爬壁机器人在哈诞生[N];哈尔滨日报;2007年
2 刘培香 记者  李丽云;哈工大研制成“反恐斗士”爬壁机器人[N];科技日报;2007年
3 本报记者 林莉君;为兴趣撑起天空 让创意变成现实[N];科技日报;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978