针对现今高楼玻璃幕墙的清洗问题,设计了一种双轮驱动多吸盘玻璃幕墙清洗机器人的爬行机构,建立了机器人的动力学模型。首先分析机器人的受力情况并确定了其安全吸附条件,然后基于Newton-Euler方程建立了满足机器人安全吸附条件的运动方程,最后利用MATLAB软件对机器人进行动力学仿真,分析了机器人吸附力和驱动轮驱动力矩,其仿真结果验证了动力学模型的正确性,同时验证了机器人具有在平滑壁面上稳定移动的能力。通过动力学分析,为机器人的结构优化和运动控制提供了理论依据。

针对静态未知环境下移动机器人全覆盖路径规划问题,提出了一种改进优先级蚁群算法。该算法首先通过机器人本体上的传感器构建基于动态栅格法的工作环境;综合考虑栅格属性、机器人转向、邻域栅格距离和未覆盖区域面积大小的基础上构造优先级启发规则,然后利用该规则进行路径全覆盖工作。针对机器人工作过程中出现的死锁问题,文章提出采用蚁群算法寻找逃离死区的最优路径,从而保证机器人实现路径全覆盖,并使覆盖路径的重复率尽可能小。仿真实验中,通过与传统算法比较,验证所提算法能在保证面积覆盖率为100%的同时,降低了死锁次数和轨迹重复率,从而提高了机器人工作效率。