Design and Analysis of Wheel-footed Magnetic Adsorption Wall-climbing Robot with Passing Obstacles Capability

Abstract

摘要： 针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点，提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上，融合构型主被动理念，设计了机器人移动本体并对主被动越障步态进行了规划；对机器人在不同工况下的稳定性进行分析，建立了机器人安全吸附的数学模型；建立了机器人直行与转向下的动力学模型，分析了机器人的转向灵活性；结合机器人金属立面智能控制需求，对机器人的智能控制系统进行了设计。通过样机平台实验表明，机器人能够实现灵活的主被动越障，具有自适应柔顺运动以及大负载的能力。