爬壁机器人能够替代人工完成高难度、高风险的高空工程作业,在舰船清洗、液化气罐检测等诸多领域已经得到广泛的应用。基于现代爬壁技术在机器人领域的实际应用,对爬壁机器人的工作原理进行了介绍,分析了真空吸附、磁力吸附、静电吸附、仿生吸附以及攀附式吸附等不同吸附技术的特点,比较了轮式爬壁机器人、履带式爬壁机器人、足式爬壁机器人等多种爬壁机器人移动机构的优缺点。最后,结合火电厂应用环境特点,重点分析了爬壁机器人在火力发电厂的应用案例,探讨了火电厂爬壁机器人的发展趋势,指出复合吸附结构与移动方式是未来火电厂爬壁机器人的发展热点。

针对目前市场上现有的机器人移动机构驱动多、控制繁琐、稳定性差的现象,研究了一款拥有平面内全方位快速移动功能的躲闪机器人同步移动转向机构。采用驱动电机和转向电机相互配合的方式实现全方位移动,为了检验移动机构模型建立的合理性,采用拉格朗日方程完成移动机构的动力学分析;并采用Adams软件完成移动机构虚拟样机的仿真模拟,得到相关转矩曲线;最后,完成了移动机构的实验测试。通过理论计算、仿真模拟、实验测试三者之间的相互验证,检验了躲闪机器人移动机构模型建立的准确性。

针对现有的机器人移动机移动慢、转向能力差以及难控制的问题,设计了一种运动分级明确、结构简单的躲闪机器人同步移动转向机构,用于实现xOy平面内全方位快速移动。介绍了该机构的运动学原理以及关键参数的设计依据;利用差速原理对移动机构进行转向差速分析,得到了移动机构的运动学方程以及正逆解。同时,通过UG软件建立了该结构的三维模型,对模型进行合理简化后导入Adams软件中进行模拟分析,其结果验证了理论设计的准确性,达到了预期目的,为机器人的设计与开发提供重要参考。

采用双压电晶片振子为移动机构的驱动源,提出可以实现二维平面移动的新型压电驱动机构.分析了压电驱动机构的工作特点,探讨了实现驱动运动的工作机理.指出该机构是通过控制机构驱动'足'产生的驱动力和接触面之间的摩擦力之差实现机构的定向运动的.设计研制了新型二维压电移动机构的载物工作台实验装置,并进行了实验研究.实验证明该装置可以实现沿规定方向的运动,并可以通过电路设计进行控制,且具有一定的承载能力.