基于负压原理的推力式机器人优化设计制造以及新型控制方式的研究文献综述

文献综述

文 献 综 述随着科技的进步，近年来，机器人在各个领域得到广泛应用，爬壁机器人作为高空作业的一种自动装置，很好的弥补了操作的危险程度，大大提高了检测效率，因此，爬壁机器人的研究和应用具有十分广阔的研发背景和应用前景，受到各国研发人员的重视。

爬壁机器人完成爬壁功能的关键在于吸附装置的研究，而其中以推力装置进行运动的推力型爬壁机器人凭借其优良的运动性能，在如今的特种高空作业中具有优秀的表现和重要意义。

[1]一、国内外爬壁机器人的研究历史，现状，趋势机械化智能化是当前世界各国正在努力的发展方向，以中国为引领的中国制造2025和以德国引领的德国工业4.0等都对智能机器人发展做出了规划，而爬壁机器人作为机器人的一个重要分支，在轻重工业，服务业都有着广泛应用。

爬壁机器人相比于普通移动机器人的区别在于，普通机器人一般在平地运动而爬壁机器人在与水平面有角度的壁面甚至是悬垂壁面运动，因此爬壁机器人最大的一个特征是有壁面吸附机构，使之能吸附在壁面上。

[2] 在近几十年内，国内外爬壁机器人对爬壁机器人的研究有了很大的进展，尤其是吸附机构的突破创新。

而吸附装置大体可以分为如下5类结构：1.负压吸附式爬壁机器人；2.磁吸式爬壁机器人；3.机械抓钩式爬壁机器人；4.仿生吸附式爬壁机器人；5.推力吸附式爬壁机器人。

其中吸附式爬壁机器人是最早出现的爬壁机器人，在1966年，日本大阪府立大学最早提出这类概念并于1975年开发了一款单吸盘结构的爬壁机器人[3]，但是受限于当时材料的发展限制，单吸盘结构未能达到良好的密封性，所以，多吸盘机器人的需求和研发应运而生，包括日本美国英国等国家都展开了对爬壁装置的研究。

如美国纽约城市大学的Jizhong Xiao等人研制了名为城市攀爬者的模块化机器人，用两个分置的模块结构，将重要的电路控制结构从机器人执行结构中脱离出来，大大减轻了机器人吸附装置的负担，并在吸附装置中也进行了模块化设计，用两个相同的机器人单元进行连接可以实现壁面的过度或者越障。

[4]我国的吸附式机器人起步较晚，南京航空航天大学研制了一款低噪音的吸附爬墙机器人，该机器人通过八个对称布局的吸盘进行吸附，总体由两个机构构成，内部外部布局，每个机构包含四个吸盘，两个机构之间由位移装置连接，可以通过外部吸附机构和内部吸附机机构的交替固定实现爬墙功能[5]。