同时期的英国朴茨茅斯研发团队,研制了一种多足式的爬壁机器人。该机器人采用成熟工业的模块化设计理念,每个模块都包括独立的腿部控制器和两个独立的机械腿,根据需要组合不同个数的相似模块后就成为了一种多腿足式行走的爬壁机器人[40]。因此,这款机器人的重构能力很强,再加上机械腿的仿生学运用,使它稳定性能突出,负载能力大,如图1-11所示。
爬壁机器人的国内研究现状
国内研究机构进行爬壁机器人的研究相对于国外而言,起步要晚了很多年,不过近几年技术研究进步也很快。在国内,爬壁机器人的研究是由哈尔滨工业大学在八十年代末期率先进行的,先后又有一些大学及研究所等研究机构加入到爬壁机器人的研究当中:北京航空航天大学、上海交通大学和上海大学等等[22]。
20世纪90年代初,哈尔滨工业大学机器人研究所成功设计研制了我国第一台爬壁机器人,用于检测放射性废液储存罐;
随后哈尔滨工业大学机器人研究所研制出了CLR 系列爬壁机器人。它采用单吸盘吸附装置和轮式移动机构,机器人与控制器的通讯是由连接在机器人身上和地面控制器之间的通讯管线来实现的。它主要用于高楼大厦的壁面清洗工作,优点是移动灵活速度快,清洗效果良好;缺点是无法进行不同壁面有转角的变向,也不能跨越壁面空调管线等障碍,如图 1-12所示[23] 。
1996 年至2002年期间,北京航空航天大学机器人也相继设计研制出了可以进行壁面清洗作业的爬壁机器人——Cleanbot 和蓝天洁士型等系列。它们都是利用真空吸附原理,并配套有腿足式移动结构的壁面清洗机器人,如图 1-13 和图 1-14所示。这两款机器人都是利用气缸驱动的框架式移动机构,多脚足吸盘吸附方式,可以很好地跨越壁面上的障碍物。优点是清洗效果也很不错,缺点是平均移动速度偏慢、设计结构繁杂且制作成本也相对较高[17];
上海交通大学研究制造的壁面清洗机器人,机器人利用在腹部安装的两个吸盘交替吸附从而实现在壁面上的移动和转向,如图 1-15所示。这款爬壁机器人采用主动负压吸附装置,工作状态需要提供额外的辅助装置来帮助其进行吸附和供电等。因此,它的庞大体积和自身大重量,很难在现实生活中进行量产和轻便的远程作业[24]。
1997年,哈尔滨工业大学机器人研究所开发研制出了一款履带式磁吸附爬壁机器人。
2000年,哈尔滨工业大学机器人研究所研制的“蓝色超人”壁面清洗机器人成为国内首个正式投入生产使用的壁面清洗机器人。
2007年,哈尔滨工业大学机器人研究所设计研制了一种专门运用于反恐领域的爬壁机器人[25]。
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