可壁面過渡磁輪爬壁機(jī)器人吸附穩(wěn)定性與驅(qū)動(dòng)特性研究.pdf

1、爬壁機(jī)器人的工作環(huán)境中常存在交叉壁面、階梯、曲面等不規(guī)則的表面，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作，需要爬壁機(jī)器人能自主在多種形式的壁面間過渡行走。本文提出了一種可壁面過渡的鏈傳動(dòng)輪式磁吸附爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，通過鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)多對(duì)磁輪的聯(lián)動(dòng)，借助磁輪對(duì)鋼質(zhì)壁面的吸附和有序切換，實(shí)現(xiàn)在水平面、豎直面和倒懸面之間的自主過渡行走。
　　本文首先給出了磁輪爬壁機(jī)器人的總體方案和結(jié)構(gòu)組成，構(gòu)建了用于運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)等分析的理論模型，擬合了輪壁間隙變化對(duì)磁吸附力的影響

2、函數(shù)，并對(duì)壁面過渡過程進(jìn)行了動(dòng)作和階段分解。
　　其次，基于機(jī)器人危險(xiǎn)工況下的磁吸附穩(wěn)定性分析，建立了機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)與所需磁吸附力的關(guān)系;從滿足各種危險(xiǎn)工況下行走需要出發(fā)，提出了穩(wěn)定吸附的磁力要求，獲得了磁輪所需提供的最小磁吸附力，為磁輪的設(shè)計(jì)和機(jī)器人的可靠行走提供了理論依據(jù)。
　　最后，結(jié)合壁面過渡過程，基于各階段機(jī)器人的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，求出了機(jī)器人主動(dòng)輪上所需的驅(qū)動(dòng)力矩與機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)、磁力和所處位姿的變化關(guān)系;并針