爬壁_参考网

一种中小型船舶检测爬壁机器人吸附能力研究

 266071)爬壁机器人是特种机器人的一种,能够在复杂、恶劣、极限环境下代替人工实现各种作业任务,具有重要的研究意义和应用价值[1]。爬壁机器人的吸附性能是在复杂表面上安全移动的关键,因此,爬壁机器人的力学形成机理和分析受到了广泛关注[2]。由于爬壁机器人具有稳定高效的性能,已成为船舶、化工和风电行业检修[3]工作中大型非结构设备的首选装置。自1966年,日本大阪府立大学的西亮教授制作了一台垂直壁面移动机器人的原始样机,爬壁机器人的研究和发展经历了多个阶

青岛大学学报（工程技术版） 2023年4期2024-01-03

爬壁机器人吸附方法研究综述

理等[1-2]。爬壁机器人的出现为上述工作提供了机器人角度的解决方案。受自然界生物攀爬方式的启发，对爬壁机器人相关研究工作早在20世纪60年代就开始了，经过60多年的发展，针对不同使用场景的特定用途的爬壁机器人被设计开发，从而完成喷涂、监测、故障检测、维修、清洁等工作。爬壁机器人在实际生产生活中具体应用案例包括造船厂自主焊接工作[3]、船体检测[4]、钢质桥梁检测[5-6]、壁面清洁[7-8]、城市侦察任务[9]等。由于爬壁机器人广泛的应用需求牵引，学者们

机床与液压 2023年21期2023-12-04

钩爪式四足爬壁机器人控制系统设计

国内外出现了很多爬壁机器人,这些机器人不仅可以在人类难以到达的环境工作,而且能够提升工作效率和质量。其中控制系统的好坏是决定爬壁机器人能否在壁面稳定爬行的关键因素,引起了国内外专家的广泛关注。Dickson和Miller等[1-3]为解决爬壁机器人结构鲁棒性不足的问题,研究出了一款微型两足机器人BOB(bipedal oscillating robot),此机器人控制方案简单、机身轻,通过对脚掌上类似于Rise机器人[4]的柔性钩爪结构进行改进,实现了其在

机械设计与制造工程 2023年9期2023-10-20

四轮爬壁机器人滑移转向运动分析

）1 引言目前，爬壁机器人的应用范围广阔，具有良好的发展前景。绝大多数轮式爬壁机器人采用滑移转向的方式完成运动方向的改变，即通过改变两侧车轮速度来实现转向，能实现原地转向运动，具有转向灵活性好、结构简单、成本低、节省空间等优点［1］。四轮爬壁机器人作为无损检测设备的载体，需要其完成对被检物表面的全遍历扫查，在此过程中机器人会进行多次原地转向运动。四轮爬壁机器人在铅垂壁面上进行原地滑移转向时，在重力作用下会发生明显的滑移现象，而在壁面直线运动时滑移较小。转向

机械设计与制造 2023年9期2023-09-21

爬壁机器人发展现状与关键技术研究综述

艺超，许允斗,c爬壁机器人发展现状与关键技术研究综述姜泽a，王珉b，赵哲a，李艺超a，许允斗a,c（燕山大学 a.河北省并联机器人与机电系统实验室 b.燕山大学图书馆 c.先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室，河北 秦皇岛 066004）随着爬壁机器人技术的发展，为解决其产品应用化问题，对爬壁机器人的研究进展进行梳理、分析和归纳，讨论未来的发展方向，为设计应用于高危环境和特殊场景的爬壁机器人提供思路和参考。将爬壁机器人按移动方式分为履带式、轮式、足式及混

包装工程 2023年12期2023-06-28

爬壁机器人全遍历路径规划方法

类型的机器人中，爬壁机器人具有吸附稳定、自主控制以及自动化作业等优点，为解决很多实际问题提供了理想的方案[1]。火电厂的水冷壁需要进行定期检查和清扫。长期以来，这项工作都通过人工的方式完成，主要手段是目测、望远镜观测，对位置较高或难以自然观察的位置来说，还需要搭建脚手架。通过人工完成火电厂水冷壁检查的方式不仅检测精度、检测效率低，而且还存在严重的安全隐患，爬壁机器人给火电厂水冷壁的自动化巡检和清扫提出了完美的解决方案。针对水冷壁的爬壁机器人设计包括机器人本

中国新技术新产品 2023年3期2023-05-11

基于DSP技术的爬壁机器人吸附控制系统设计

118)0 引言爬壁机器人是一种能够在垂直、倾斜，甚至是倒立的壁面上工作的极限机器人，并且可以承载相应的工作工具，完成特殊的工作，是一种将机械、控制、传感器等技术结合起来的特殊作业机器人[1]。按照爬壁机器人的吸附形式，可将其分类为磁吸、负压以及静电吸附等类型。为保证爬壁机器人的工作性能，必须具有壁面吸附和壁面移动两大基本功能。壁面吸附能力要求无论在任何情况下，机器人都可以在工作壁上附着，而壁面运动能力要求机器人在对工作壁面进行吸附的同时，还要具备一定的运

计算机测量与控制 2023年2期2023-03-04

永磁爬壁机器人设计与实现

立为自动化领域。爬壁机器人属于特种机器人领域的范畴，爬壁机器人具有在垂直壁面上的移动能力，可以在地面移动机器人的基础上加以改进和完善，使其具有在不同壁面上的爬壁能力，同时爬壁机器人可以在自身结构上设计相关工具进而完成一些特定的作业任务，具有在垂直壁面上的作业能力。爬壁机器人按照不同的运动方式，可以分为履带式以及滚轮式等，按照不同的吸附方式可以分为真空吸附式以及磁力吸附[1-4]等。同时，华北电力大学研发出利用真空吸附的爬壁机器人[5]，其主要是通过制造真空

电力设备管理 2022年22期2022-12-07

步态数据挖掘在爬壁机器人路径规划中的应用

123）1 引言爬壁机器人因其垂直立面作业的特性，属于一种特种作业机器人，例如油罐、桥梁等建筑物的检测，高层建筑物壁面清洁等，甚至会用到反恐侦察这类特殊工作上。由于爬壁机器人不同于水平面行走的机器人，所以对其行走的路径需要作出更具体和完善的规划，以保证爬壁机器人能够安全行走的同时高效工作。由于爬壁机器人在立面极限作业的情况下，危险性以及耗能都相当之高，因此针对爬壁机器人进行路径规划时，应尽量减少其与障碍物相遇甚至是产生碰撞的情况，最大限度的保证机器人的安全

机械设计与制造 2022年11期2022-11-21

新型爬壁机器人的优化设计研究

极限环境下，应用爬壁机器人的重要领域。而机器人自身的核心技术也需要不断优化与改进，爬壁机器人自身需要具备良好的移动功能与吸附功能。因此，机器人可以分为负压吸附、磁吸附、正吸附和干粘吸附四类。1 新型爬壁机器人的总体方案设计1.1 新型爬壁机器人开发技术指标对于新型爬壁机器人的研究，机器安全性方面需要有所保障。在设计方面需要逐步提高机器人跨越障碍的能力，自身体积也需要朝着轻量化方向发展，使之具备更高的使用价值[1]。对此，本研究探究爬壁机器人开发技术指标，设

科学技术创新 2022年32期2022-11-03

仿尺蠖多模式爬壁机器人设计与控制方法研究

大量的损失，因此爬壁机器人成为机器人研究领域的热门课题，众多国内外学者对爬壁机器人进行了相关研究。在文献[1]中，国内哈尔滨工业大学学者研究了多种结构的爬壁机器人，但是主要是以导磁性材料为核心，只能适应导磁性壁面。文献[2]中广东工业大学学者研发了一种双足爬壁机器人W-Climb，属于足式机器人，运动能力较为灵活，但是爬行方式单一，只能吸盘吸附行走。国外学者研究更早，文献[3]中斯坦福大学研究者采用金属钩刺设计了一种可以依附于墙面的仿生装置，质量很轻，负载

计算机测量与控制 2022年10期2022-10-27

金属壁面爬壁机器人力学分析及性能试验

率和安全性。1 爬壁机器人结构设计1.1 机器人设计要求考虑到爬壁机器人工作的特殊应用环境，这就要求设计应该满足稳定吸附在金属壁面上、在金属壁面快速稳定爬行、驱动能力足够、达到检测目的等要求。同时爬壁机器人在满足工业应用的情况下，应当结构紧凑化、轻量化、运动灵活、控制简单。综合现有爬壁机器人的研究成果，结合大型金属壁面的工作要求和壁面状况，提出机器人的设计指标如表1所示。表1 机器人设计指标研究设计的机器人能够在6mm～12mm厚的壁面上稳定吸附，选用的壁

制造业自动化 2022年9期2022-10-03

储罐壁面爬壁机器人吸附结构设计与优化

[3-4]。1 爬壁机器人结构方案设计1.1 整体方案布局本文设计的爬壁机器人具备3 个基本功能，即吸附、运动和喷漆检测[5-6]。 如图1 所示，爬壁机器人采用永磁吸附，履带式移动，即使运行过程中机器人出现故障或者断电时也不会发生脱离罐壁的情况。图1 爬壁机器人结构示意图Fig.1 Structure diagram of wall-climbing robot本文设计的爬壁机器人由爬行驱动机构、永磁吸附机构、喷漆检测机构等组成，机构组成框图如图2 所示

自动化与仪表 2022年9期2022-09-26

基于STM32的负压爬壁机器人控制系统设计

性高。人们希望由爬壁机器人代替人去完成这些工作，以减少工人工作的危险性，因此负压爬壁机器人得以广泛应用和发展。负压爬壁机器人(Negative Pressure Wall Climbing Robot,NPWCR)采用离心风机转动，使负压腔内产生负压环境，利用内外压力差使它吸附在墙壁上以进行工作。此外，爬壁机器人在复杂高危环境下工作时可能存在控制线缆缠绕牵绊等问题，严重影响负压爬壁机器人工作的安全性，因此安全可靠的无线控制就显得尤为重要。为解决上述问题，本

机床与液压 2022年3期2022-09-22

爬壁机器人发展与关键技术综述

解放出来。其中，爬壁机器人具有自动化程度高、能够代替人完成特殊场合下作业的特点，因此近些年成为国内外学者的研究热点。爬壁机器人是一种工作在空间壁面环境中并携带特定作业工具以完成特定任务的特种机器人。它可以代替人类在高空等危险环境下有效完成各项工作，如船舶业的除锈与喷涂、大型建筑物外表面的清洗、反恐侦察、石化行业大型油罐的喷漆及检测探伤、金属罐容量计量、大型风电扇叶的维护等。在实际应用中，爬壁机器人不仅需要在简单的壁面进行工作，还需要工作于复杂的壁面环境，如

机床与液压 2022年4期2022-09-21

基于大数据聚类分析的爬壁机器人位姿定位控制系统设计

000)0 引言爬壁机器人指可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人，其具有较高的模拟状态，在运动过程中能够较大程度地复刻生物的位姿，为人类的生活和生产工作提供较大便利[1-3]。由于足式爬壁机器人通过对两条腿的运动状态进行协调控制，使得爬壁机器人的运动限制更少，更高的机动性和更快的步行速度，而腿部的机械结构使得它可以轻松地越过大型障碍，并能在最短的时间内适应台阶、凹凸不平的地形，因此该类型的爬壁机器人的应用优势更加明显、应用范围更广[4-6]。然而爬

计算机测量与控制 2022年8期2022-08-26

轨道装备用无损检测爬壁机器人的设计与实现

电塔设计一款小型爬壁检测机器人；李志等[2]针对储油罐存在管壁检测和测量难题，采用四自由度吸附式爬壁人以此来解决缺陷；李静等[3]针对锅炉壁厚采用多级控制方式，提高了检测效率，实现了吸附式检测和监控。当爬壁机器人在工作过程中履带会与壁体直接接触，对于一些特殊的内径存在达不到精确检测的问题。因此，针对大型石油罐罐底与罐壁缺陷的在油检测问题,笔者设计一种可爬直角壁的四轮四轴液压驱动式磁力吸附爬壁机器人。该机器人可在石油罐内实现罐底与罐壁间的双向直角过渡攀爬、9

北京工业职业技术学院学报 2022年3期2022-07-29

爬壁机器人系统的Noether 对称性和守恒量1)

人的研究中,一种爬壁机器人受到关注.21 世纪初期,人们揭示了壁虎能够攀爬在墙面上的原理[8],并掀起了制造爬壁机器人的浪潮.在国际上,爬壁机器人制造原理主要是通过模仿壁虎的运动[9].目前爬壁机器人按移动功能区分主要有吸盘式、车轮式和履带式三种机器人.吸盘式能跨越很小的障碍,但移动速度慢;车轮式移动速度快、控制灵活,但维持一定的吸力较困难;履带式对壁面适应性强,着地面积大,但不易转弯[10].斯坦福大学通过模仿壁虎的行走原理,研发了StickyBot 以

力学学报 2022年6期2022-07-10

爬壁机器人系统的广义Lagrange方程

231）0 引言爬壁机器人可以协助人们在复杂危险的环境中进行工作，应用领域十分广泛，因此在材料学、力学、物理学、数学、生物学、现代科学和工程技术领域等受到广泛关注。研制爬壁机器人有两个最需要考虑的因素：一个是爬壁机器人的移动方式；另一个是爬壁机器人的吸附方式[1]。从爬壁机器人的吸附方式上来说，主要可以分为真空吸附、磁吸附、仿生吸附、背推式吸附[2-5]。本文主要从运动机能上研究爬壁机器人。根据移动方式的不同，爬壁机器人主要分为轮式、履带式和足式[6]。各

机械工程师 2022年3期2022-03-24

爬壁飞行机器人的设计与实现

例如支座等。目前爬壁机器人吸附方式大致有磁吸附、燮压吸附、仿生吸附等方法。但当壁面不导磁、整洁度差、凹凸不平时，以上吸附方式会引起吸附失效，导致坠落等问题。所以现在桥梁检测还是以人工检测为主。综合以上爬壁机器人的优缺点，设计一种面向桥梁检测爬壁飞行机器人，采用螺旋桨叶反推力作为飞行时和拉力和壁面吸附力，解决目前桥梁检测机器人灵活性不足和对吸附壁面要求高等问题。具有积极意义和广泛的应用前景。1 爬壁飞行机器人结构设计爬壁飞行机器人设计总体质量为2 kg。底盘

科学技术创新 2022年36期2022-02-01

一种滚动密封爬壁机器人的安全吸附条件与运动特性分析

定的作业危险性。爬壁机器人技术已经相对成熟，检测效率与安全性较高，在壁面检测领域越来越受到人们的重视[1]。目前利用机器人开展混凝土壁面检测时多采用负压吸附，按照吸附腔与壁面相对运动关系可划分为固定吸盘式[1-3]、滑动吸盘式[4]、滚动密封式[5-6]等。其中，滚动密封式履带爬壁机器人具有密封结构耐磨、负载能力大、运行速度快[5-6]等特点，符合混凝土建筑表面的检测需求。由于机器人吸附于垂直壁面，吸附力不足造成的脱落或大范围滑移运动失准都将导致任务失败，

中国机械工程 2021年22期2021-12-02

爬壁机器人底盘结构全向移动自主控制设计

垂直作业环境中，爬壁机器人有效降低作业风险、提高工作效率[2-4]。爬壁机器人通过不同的移动方式可以到不同的区域进行移动作业，因此研究机器人底盘结构全向移动控制意义重大。目前研究通过底盘电机控制机器人全向移动的方法较多，文献[5]利用旋转电位器计算机器人底盘单元对应的偏转角度，通过电机驱动器控制底盘运动，实现了全向移动机器人的控制。文献[6]将可编程逻辑控制器作为机器底盘的控制器，以研究轮毂电动机和伺服电动机的运动控制为主，并对其进行运动学分析，根据分析结

机械设计与制造 2021年11期2021-11-23

图像拼接技术在爬壁机器人位置伺服控制系统中的应用

引言当前市面上的爬壁机器人具有一定的爬行能力，但大数据机器人对环境的感知能力较差，其运动方式多以自行爬行为主[1]。这些机器人大多还通过手动教学或远程控制来完成爬行过程[2]，显然在农业、建筑等高风险、高难度、高强度的“三高”手工作业中，操作人员不可能始终跟随机器人，实时观察其与周围环境的相互作用，并对其进行控制。为此，有学者设计了爬壁机器人控制器，建立了旋转平移轨迹，实现了运动与旋转的分离控制，使系统全局渐近稳定[3]。但在控制器的设计中，没有考虑机器人

机械与电子 2021年9期2021-10-13

基于EtherCAT总线的轻量型爬壁机器人系统*

AT总线的轻量型爬壁机器人系统*张浩 曹立超 周勇 刘晓光 蒋晓明（广东省科学院智能制造研究所，广东 广州 510070）为解决当前大型钢结构件的特种作业人工依赖性高、作业环境差和效率低等问题，设计一种基于EtherCAT总线的轻量型爬壁机器人系统。首先，介绍爬壁机器人系统需求与方案；然后，给出设计爬壁机器人系统硬件和软件；接着，阐述机器人搭载不同工具可用于不同作业任务；最后，经测试验证，该机器人系统功能达到了预期目标。轮式爬壁机器人；轻量型；磁吸附；控制

自动化与信息工程 2021年4期2021-09-04

一种基于连杆机构的仿生四足爬壁机器人设计

庄056002）爬壁机器人是一种始于20世纪60年代的机器人，世界上最早的爬壁机器人是由日本西亮（Nishi AKira）教授所研制的一种负压吸附爬壁机器人。由于爬壁机器人可以在水平竖直乃至天花板等地自由的移动，从上世纪80年代起，爬壁机器人开始逐渐被应用于实际的生产活动之中，例如最早出现的负压吸附爬壁机器人，目前已被广泛应用于墙壁清洁，墙壁质量检测乃至反恐侦查等领域。时至今日，随着人们对于爬壁机器人的重视程度逐渐提高，自爬壁机器人诞生以来的60年中，产生

科技创新与应用 2021年19期2021-07-20

LPG球罐检测爬壁机器人远程控制技术研究

因此可采用磁吸附爬壁机器人携带探伤设备进行检测作业。目前，很多学者对磁吸附爬壁机器人进行了研究。安会朋[7]等设计了一种永磁吸附三轮步进结合的机器人，其以AT89C51控制器为核心的控制模块采取红外通信进行遥控。但是，由于红外线本身的限制，红外线遥控无法穿过障碍物进行遥控或者以很大的角度遥控设备，导致其抗干扰能力不佳。何宏[8]等研制了一种永磁吸附爬壁机器人，其中主控制器采用S3C2440芯片，采取ZigBee技术来远程控制爬壁机器人。ZigBee的传输速

现代制造技术与装备 2021年4期2021-06-01

基于arduino 的智能爬臂机器人系统设计探析

的高空作业需求，爬壁机器人一直是国内外机器人研究领域的重点[1]。目前爬臂机器人采用气动以及负压吸附方式，利用仿生学的原理实现在垂直平面上的运动，缺点是机动性能较差；轮式磁吸爬壁机器人是利用磁力吸附保证机器人吸附在垂直平面，灵活性强，缺点是适用范围较少，具有一定的局限性[2]。本文主要结合气体压力差吸附的工作原理配合轮式传动的运动特性，设计出了适应范围广、可沿固定轨迹运动的爬壁机器人。2 硬件设计2.1 运动方式设计根据垂直墙面需求与配置的不同，往往选用不

科学技术创新 2021年8期2021-04-24

基于遗传模糊算法爬壁机器人避障仿真研究

社会的不断发展，爬壁机器人得到了飞速的发展[1-2]，其可用于桥梁检测、壁面清洗和船舶除锈等场合，代替了人在危险环境下进行作业。为保证机器人在复杂的壁面环境[3]能够正常的工作，爬壁机器人需要对壁面存在的障碍物进行及时躲避并继续工作[4-6]。爬壁机器人避障控制属于局部避障控制[7]，不同于全局避障控制[8]。现有爬壁机器人进行局部避障的方法主要有：人工势场法[9]，分别建立运动体和障碍物、目标点的作用力，利用引力和斥力的不断作用从而规避障碍物，到达目标点

轻工机械 2021年1期2021-03-05

基于改进型非线性干扰观测器的爬壁机器人轨迹跟踪①

 310018)爬壁机器人由于其可以在高空作业的特殊性广泛应用于船舶喷漆除锈、油罐检测等行业[1,2].其中履带式磁吸附爬壁机器人作为一种较为常见的爬壁机器人,是典型的非线性多输入多输出系统.在壁面爬行过程中履带机器人容易受到重力及外部干扰等因素影响,从而导致机器人实际位姿与理想位姿的误差.为了解决这一问题,文献[3,4]只从机器人运动学出发设计控制PID、反演控制等算法,但这没有考虑机器人的动力特性,在实际运用中其控制算法具有一定的局限性且对外部干扰的抑

计算机系统应用 2021年2期2021-02-23

适应弧形壁面运动的爬壁机器人设计

003）0 引言爬壁机器人是移动机器人研究领域中的一个重要分支，属于特种作业机器人，可以替代人在高空危险环境下作业，在许多行业有着非常广泛的应用前景，如检测、消防、反恐侦查、清洗除锈、喷漆等领域。它结合了吸附技术、移动技术和控制技术，可附着在垂直或者倾斜的壁面上爬行，在运动过程中可以在机器人身上安装辅助设备以完成一定的作业任务，极大地拓宽了机器人的应用范围。本文主要研究设计了一种轻量化的爬壁机器人，它能适应一定曲率半径范围的曲面。将其作为基本的载体应用到各

机电信息 2020年32期2020-12-23

基于自适应模糊PID的爬壁机器人运动路径控制研究

主检测壁面磨损的爬壁机器人是化工行业发展的趋势。在锅炉内部，磨损检测机器人的移动作业环境较为复杂，确保爬壁机器人按照预定的轨迹爬行是完成壁厚检测任务的重点。机器人在正常工作爬行过程中，在理想情况下，控制左右两电机速度完全相同，则可以始终直线爬行。但实际上，由于制造误差以及环境等因素的影响，爬壁机器人的位姿会出现偏差，所以对其路径控制的研究是研究爬壁机器人的重点。针对路径控制的研究，相关学者根据具体情况提出了各自的解决方案。张扬名[2]等基于滑模控制方法来实

自动化仪表 2020年9期2020-11-12

基于降级模糊算法的爬壁机器人避障控制

 100191)爬壁机器人是集吸附、运动于一体，既可以在特定墙面上攀爬、移动,又可以完成特定作业任务的自动化机器人[1-2]，现已越来越多地应用到大型储油罐表面工程上[3]，但由于罐体表面安置摄像头以及一些不确定障碍物，对爬壁机器人作业存在阻碍作用，这要求爬壁机器人能够及时躲避这些障碍物并继续工作[4-6]。爬壁机器人作业时的避障控制属于局部避障控制，现有应用于运动体局部避障的方法主要有：文献[7]应用改进可视图法，通过传感器建立障碍物与运动体之间的连线，

科学技术与工程 2020年19期2020-08-03

喷砂除锈爬壁机器人磁吸附结构优化设计及整机性能试验

粉尘及噪音污染。爬壁机器人作为特种机器人的分支,能够代替工人通过携带喷枪,在油罐壁面上执行除锈任务[1-6]。近年来,国内外从不同方面对爬壁机器人进行了研究,如熊雕等[7]对履带式爬壁机器人进行受力分析和稳定性仿真研究,但没有深入研究履带式爬壁机器人稳定可靠运行的条件;王瑞等[8]对三角履带爬壁机器人进行模拟仿真,并实现了越障功能,但是负载能力不足;目前国内爬壁机器人存在负载能力不足、稳定性较差等问题,而且对于磁吸附单元的研究较少。磁吸附结构作为行走机构的

中国石油大学学报（自然科学版） 2020年4期2020-07-29

基于System Vue的爬壁机器人控制器研究

8)0 引言由于爬壁机器人[1]具有对墙面吸附能力强等特点，许多科研工作者对其进行了广泛的研究。文献[2] 提出了一种仿生爪刺式履带爬壁机器人，来提高爬壁机器人的粘附性能和脱附效率；文献[3]提出了一种基于振动吸力机构的壁虎式爬壁机器人，对机器人的爬坡能力进行了提高；文献[4]采用一种双环滑模控制算法，对爬壁机器人路径跟踪控制问题进行了验证,最终使整个控制过程的准确性得到了进一步提高。 但是爬壁机器人普遍存在结构较简单，灵活程度较低，智能性和掌控数据方面较

计算机测量与控制 2020年5期2020-06-06

船舶除锈清洗爬壁机器人永磁式履带研究应用

保的船舶除锈清洗爬壁机器人作业，其永磁式履带吸附单元是关键核心技术之一。本文对爬壁机器人永磁式履带的吸附方式、磁性材料、永磁吸附结构设计、磁路吸附结构仿真进行分析及实验验证，提出了爬壁除锈清洗机器人永磁式履带设计应用方案。关键词：爬壁;机器人;船舶除锈;永磁式履带中图分类号：U671.1                                文献标识码：AAbstract： Rust removal plays an important role 

广东造船 2020年2期2020-05-25

爬壁机器人翻越焊缝过程动力学建模研究

十分必要[1]。爬壁机器人作为一种高效、安全的除锈作业工具，已逐渐被应用于船体外板的锈蚀清理工作[2-11]。目前，用于除锈的爬壁机器人多采用充气轮与悬挂磁铁的吸附爬壁轮结构[10-12]，其轮胎压缩量与磁吸附力之间存在复杂的非线性耦合关系。轮胎压缩量变化将直接影响磁吸附力，进而影响爬壁机器人的负载能力和壁面行走可靠性[10]。在船舶外板除锈作业过程中，爬壁机器人需要翻越焊缝，在翻越焊缝后轮胎压缩量会减小，从而导致磁铁气隙增大、磁吸附力减小，削弱了爬壁机器

农业机械学报 2020年12期2020-02-02

风电塔筒爬壁机器人电机基座优化设计

1 动力学建模该爬壁机器人模型主要分为以下几个部分:履带模块、连接机构、驱动模块和车体。由于爬壁机器人零部件数量繁多，连接关系复杂，所以只将单侧履带模块加上电机基座作为模型来进行后续动力学仿真，其中力的传递是从电机经电机基座传递到链轮轴上。根据模型简化的原则，提出了基于ADAMS 的爬壁机器人建模方法，步骤如下。1） 在ADAMS中对模型部件重新建模，仅保留前后各一个链轮，名称分别为PART_C1 和PART_C2，其余部件均需要重新生成。2） 将电机基座

建材发展导向 2019年23期2019-11-28

履带式爬壁机器人优化设计*

明 周勇﻿履带式爬壁机器人优化设计*曹立超 刘晓光 蒋晓明 周勇（广东省智能制造研究所 广东省现代控制技术重点实验室）针对履带式爬壁机器人在运行过程中容易出现履带脱离、磁铁损伤、吸附不稳定等问题，通过优化履带结构、改善传动装置、改进机器人本体结构，提出了履带式爬壁机器人优化设计方案。经仿真结果和样机实验测试验证，该爬壁机器人负载能力强、稳定性好、运行灵活性好。爬壁机器人；永磁吸附；履带0 引言爬壁机器人作为特种机器人，可以携带一定的工具设备，在玻璃幕墙清洗

自动化与信息工程 2019年2期2019-07-02

水冷壁爬壁机器人路径跟踪研究

检测水冷壁磨损的爬壁机器人是现在化工行业所急需的。保证水冷壁爬壁机器人准确按照期望的直线路径运动是其研究的前提，所以对其路径跟踪的研究是必不可少的。针对路径跟踪这类问题，相关学者进行了大量研究并提出了各自的解决方案。蒋建东[3]等提出了模糊控制的方法，但模糊控制需要根据专家经验建立模糊规则，若不能建立理想的模糊规则，将影响其控制效果。张扬名[4]等基于滑模控制方法来实现路径跟踪控制，但由于滑模控制方法的特性使其存在“抖振”，且无法避免，实际控制效果不理想。

计算机测量与控制 2019年6期2019-06-27

风电塔筒爬壁机器人吸附结构设计分析*

的辅助工具。1 爬壁机器人结构方案设计1.1 整体方案布局设计风电塔筒爬壁机器人目的是为了能替代人工进行对风电塔筒的检修，因此要求爬壁机器人能够安装不同检修装置，并通过在工作表面进行运动，完成检修任务。综合现有研究成果及生产需求[5-6]，要求爬壁机器人能够达到的基本技术指标如表1所示。表1 爬壁机器人性能指标同时，考虑应用场景，该爬壁机器人应由以下功能部分组成，其主要功能分解图如图1所示。图1 爬壁机器人主要功能分解图常见爬壁机器人吸附方式分为：负压吸附

机电工程 2018年9期2018-10-09

基于双目视觉的船用爬壁监测机器人

科技水平的进步，爬壁机器人已成为一种常用的自动化程度较高的装置[3–4]，已应用在高空作业的环境中，越来越受到人们的重视。从爬壁机器人的吸附方式上来看，主要有负压吸附和磁吸附2种，由于磁吸附式爬壁机器人具有适用于导磁性壁面、产生巨大的吸附力、不会受到壁面凸凹或裂痕的限制等特点，因此非常适合在船舶上被使用[5–6]。然而，目前爬壁机器人都是通过摄像头人工判别来对船壁进行监测，这会造成监测不全面和操作不灵活的弊端，不仅不能够保证船舶的航行安全，而且浪费了许多时

舰船科学技术 2018年7期2018-07-25

爬壁机器人在大型立式储罐径向偏差测量中的研究与应用

够携带测量仪器的爬壁机器人[5～7],并使其按照垂直方向进行上下运动,并于指定位置停留以方便操作人员进行测量,同时永磁性履带及抗倾覆机构的设计也大大增强了测量过程的安全性,为了验证该爬壁机器人径向偏差的测量精度[8],课题组选取一座1 000 m3的立式储罐进行试验验证,试验结果表明爬壁机器人的测量精度能够达到1 mm。2 爬壁机器人整体设计2.1 爬壁机器人的机械系统爬壁机器人的机械系统主要由4大机构组成,分别是吸附机构、传动机构、测量机构及抗倾覆机构。

计量学报 2018年3期2018-06-22

面向船舶维护和监测的爬壁机器人设计

外板维护和监测的爬壁机器人，显得十分必要。目前，国外已研制多款船舶爬壁机器人产品，如图2所示，广泛地用在船舶外板维护和检修等作业场合，极大地提高了作业效率。本文提出另外一种爬壁机器人结构，通过平面永磁铁产生吸附力，进而克服机器人自重和负载的影响，完成在船舶壁面上的吸附及爬行。图1 远洋运输的船舶1 爬壁机器人总体结构如图3所示，本文所提出的爬壁机器人采用轮式行进方式，相比履带式具有结构紧凑、转弯灵活、质量较轻等优点。同时，相比真空式或电磁式吸附原理，永磁式

机械工程师 2018年6期2018-06-14

基于STM32的四轮爬壁机器人路径跟踪控制系统

500）0 引言爬壁机器人将地面的可移动技术以及各类吸附技术方法有效的结合在一起，主要实现的功能是在垂直壁面上进行吸附爬行。爬壁机器人广泛应用于石油化工业、核工业、船舶行业、建筑行业等壁面探伤、清洗、喷漆防腐、除锈和侦察等工作[1～4]，目前已经成为当代机器人领域中的重要组成部分。爬壁机器人的运动控制是其研究核心，而爬壁机器人在壁面爬行时希望可以根据期望的轨迹进行运动，因此本文以STM32为爬壁机器人运动控制电路核心，采用永磁吸附实现壁面吸附，实时绘制爬壁

制造业自动化 2018年4期2018-04-28

核电站目视检查爬壁装置设计与研究

像设备，因此采用爬壁式移动平台搭载小型摄像设备实施间接目视检验。反应堆安全壳直径约40m，外表面具有涂层及支撑焊缝。被检区域被分割为若干隔断（如图1），检测区域高度超过40m，容器与空气导流板之间距离狭窄仅约0.3m。目前大部分爬壁式移动平台属于轨道式永磁型，部分超声检查装置采用了非轨道式永磁性爬行平台，但爬行轮为硬质永磁性材料。而在大容器目视检验过程中进行爬壁动作时，考虑到受检区域表面涂层的保护，轨道和硬质永磁性材料的直接接触都不是理想的选择。另外，大型

科技视界 2018年3期2018-04-02

爬壁机器人气压吸附及磁吸附专利技术综述

黎开虎摘 要： 爬壁机器人可以吸附在不同材质的垂直或者倾斜面上，进行各种极限条件下的作业任务，气压吸附和磁吸附方式是爬壁机器人技术领域最成熟应用最广泛的吸附方式。关键词： 机器人；爬壁；吸附前言爬壁机器人是移动机器人领域的一个重要分支，它把地面移动机器人技术与吸附技术有机结合起来，可在垂直壁面上附着爬行，并能携带工具完成一定的作业任务，大大扩展了机器人的应用范围。本文将着重对爬壁机器人气压吸附及磁力吸附的专利技术发展路线进行梳理。1.爬壁机器人吸附方式概述

科学与财富 2017年18期2017-07-09

新型组合式可转角爬壁机器人

摘 要：鉴于人工爬壁进行高空作业的危险性过高等问题，设计了一款新型组合式可转角爬壁机器人。该机器人具有结构灵活、运动速度快、体积小巧，能够在较大曲面上工作等特点，可大大减少因爬壁工作造成人身安全事故发生，具有广阔的市场前景。关键词：组合式可转角爬壁比机器人；结构灵活；体积小巧1 作品研制背景爬壁机器人是能够在垂直陡壁上进行作业的机器人，它作为高空极限作业的一种自动机械装置，越来越受到人们的重视。但现有的爬壁机器人只能在一个单独的平整墙面上运动，不能转角，更

物联网技术 2016年11期2017-01-12

立式金属罐轮足组合爬壁机器人设计

式金属罐轮足组合爬壁机器人设计安会朋，佟仕忠，郭 颖，付贵增，张采凤（辽宁石油化工大学 信息与控制工程学院，辽宁 抚顺113001）为了提高爬壁机器人在立式金属罐检测作业时的运动速度和负载能力，提出一种用于立式金属罐壁面检测的爬壁机器人设计方案。爬壁机器人采用永磁吸附三轮步进结合四足支撑的运动方式。介绍了其基本机械结构，设计了AT89C51微控制器为核心构成直流电机驱动电路、遥控电路、电源电路、驱动电路等模块。通过一系列的仿真和型式实验达到了对检测机器人的

电子设计工程 2016年2期2016-09-14

仿尺蠖机器人曲面爬行步态分析与中枢模式发生器规划

）摘要：风电叶片爬壁机器人的曲面爬行步态是研究难点。为此建立了含3个T型和2个I型关节的5自由度仿尺蠖机器人机构模型；通过几何关系分析机构对球曲面的适应性，基于吸附稳定状态建立关节角度幅值与曲率半径之间的函数关系，采用余弦函数设计翻转步态轨迹；基于反馈学习方法、自适应频率Hopf振荡器和Kuramoto耦合，设计关节中枢模式发生器（CPG）单元及其网络；通过学习平面翻转步态得到CPG网络参数初值，再通过在线调节关节角度幅值规划球曲面翻转步态。通过Matla

兵工学报 2016年6期2016-07-29

船体弯翘曲面行走系统静力学建模与实验分析

带负载、船体壁面爬壁等实验，通过分析行走系统实际吸附状态与效率，船体壁面爬壁状态，验证理论分析的正确性。经实验，表明行走系统吸附力稳定，吸附单元的吸附效率较高，不仅能够在船体复杂曲面上运动，还能在船体弯翘曲面上运动，同时在船体壁面上运动时，自适应机构能有效地控制链条的吸附模块紧贴在壁面上运动，说明自适应机构有一定的曲面自适应能力，整个行走系统的设计是合理可靠的。关键词：弯翘曲面；自适应机构；建模与分析；爬壁0 引言随着海洋经济的发展，现代船舶的船体外形具有

制造业自动化 2016年1期2016-03-18

负压式机器人设计

原理设计了可自行爬壁的机器人，其样机能从地面直接爬上垂直墙壁，并可以通过无线遥控控制其在墙面上自由移动。负压吸附；驱动控制电路；无线遥控系统0 综述爬壁机器人属于特种作业机器人的一种[1]。按照负压原理，设计了一种小型化、功能简单的爬壁机器人，其样机采用负压风扇吸附，直流步进电机驱动，齿轮啮合方式传动，无线遥控控制方式，并通过TX-2B/RX-2B无线遥控接收芯片，LM7805集成稳压电源等器件的应用初步探讨了无线遥控发射机、接收机的工作原理和新型H桥电路

电子世界 2016年24期2016-03-10

爬壁机器人能源工业应用与发展

，100176）爬壁机器人能源工业应用与发展桂仲成（京东方科技集团股份有限公司，北京，100176）摘 要本文对爬壁机器人在能源工业的应用进行分析，对爬壁机器人关键技术与发展进行研究，并提出其工业应用研发技术路线发展建议。关键词：爬壁机器人，能源工业1　爬壁机器人工业应用1.1 定义爬壁机器人[1]是一种可以在各式各样壁面上攀爬、携带作业工具及附属设备并完成特定作业的移动机器人，主要代替人从事危险、繁重的现场作业，无须安装脚手架，可提高作业效率、提升作业质

机器人技术与应用 2015年1期2016-01-31

基于UG和ADAMS的水下爬壁机器人的设计和动力学分析

7）0 引言水下爬壁机器人是一种能够在水下高强度、高危险环境中进行作业的自动化装置，它通过吸附装置贴在水下壁面上，移动机构在一定的吸附力的情况下在壁面上移动，从而带动执行机构完成工作任务。水下爬壁机器人能够应用于许多行业，像核工业、造船业、渔业、近海领域等[1～3]。UG作为当今世界最为流行的CAD/CAM/CAE软件之一，功能强大，可对产品建模、加工、分析设计、准确的获得工业造型设计方案[4]。特别是它的三维建模功能，能够快速的完成零部件建模，另外还可以

制造业自动化 2015年7期2015-07-07

爬壁机器人研究现状与技术应用分析*

合的产物［1］，爬壁机器人作为移动机器人领域一个重要组成部分，它是将移动机构(车轮、履带、腿等)与将它吸附在壁面上的吸附机构(磁铁、吸盘等，根据使用环境选择)组合起来实现的，它将地面移动技术拓展到垂直空间上，充实了机器人的应用范围。早在1966 年，日本的 A.NISHI［2］设计出了一台简单的爬壁机器人样机，它的原理是利用电风扇进气，产生低压空气，以产生的负压为吸附动力制作而成的，这被看做是爬壁机器人的研究开端。自此，爬壁机器人技术在世界范围内得到了迅速

机械研究与应用 2015年3期2015-06-11

电磁技术的“章鱼”爬壁机器人的研究

类方式多样，其中爬壁机器人是一种将地面机械移动机器人与吸附技术有机相结合的机器人[1]。实现对高空抢险救灾作业，墙体清洗，石化管道外壁检测等，是一种新型的机器人[2,3]。爬壁机器人的研究主要可分为：多体柔性永磁爬壁机器人，磁隙式爬壁机器人，小型吸附式爬壁机器人机械结构及平衡性以及柔性静电吸附技术的爬壁机器人[4～6]。柔性爬壁机器人的吸附系统的课调节性等多类问题得到了较好的解决[2]。国外，美国某大学已经成功研制出具有4个“腿轮”的爬壁机器人样机，日本宫

制造业自动化 2014年24期2014-12-18

一种新型爬壁机器人的研究

816)0 前言爬壁机器人是特种机器人的一种，能够在垂直壁面、球面等场合攀爬行走，并搭载相应的设备，实现壁面的清洗、探伤、管道敷设、油漆等多种功能。近年来在石化工业对圆柱形或球形压力容器的内外壁面进行检查、喷漆防腐等方面应用逐渐增多。国外爬壁机器人发展较早，早在20世纪60年代，日本就研究出了世界上首台爬壁机器人样机［1］。随后德国、以色列等国家也相继开始爬壁机器人的研究工作，至今已研制出各种形式的爬壁机器人样机，包括飞行机器人、多足机器人、多吸盘机器人和

机床与液压 2014年21期2014-03-18

立式金属罐足式爬壁机器人的设计

随着国内和国外对爬壁机器人的需求不断增加，爬壁机器人的研究得到很大的发展。爬壁机器人一般必须具备两个基本功能：吸附功能和移动功能[1]。针对立式金属罐爬壁机器人[2]，吸附方式主要采用磁力吸附，移动方式主要采用轮式或者履带式。当金属罐的表面有缝隙或者凹陷时，采用轮式或者履带式爬壁机器人的磁力座的磁力随壁面和磁铁之间的间距的增大而呈急剧减小，导致爬壁机器人的倾覆，这样爬壁机器人的安全性就得不到保障。为了实现立式金属罐表面的检测作业，研究设计了一种足式爬壁机器

电子设计工程 2013年19期2013-08-20