日本磁吸附爬壁机器人的研究现状

卷第牛

哭月

机器人

日

,,

日本磁吸附爬壁机器人的研究现状潘沛霖

韩秀琴

赵言正。。,

闰国荣

哈尔滨工业大学机器人研究所

摘

要

本文概述了磁吸附爬壁机器人的研究现状介绍了各种移动方式的磁吸附爬壁机器人,

的应用场所及优缺点为今后的研究提供了参考

关键词

磁吸附磁性履带内力补偿负荷分散机构

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引言目前所研究的爬壁机器人虽然很多但从吸附方式不外分为两大类真空吸附爬壁机器人和磁吸附爬壁机器人这两类爬壁机器人在使用过程中各有其优缺点而最突出的特点是真空吸附爬壁机器人不受壁面材料的限制但壁面有凸凹或裂缝时吸盘容易漏气因此产生的吸,,,,,

附力相对较小磁吸附爬壁机器人虽然只适用于导磁性壁面但能产生很大的吸附力不受壁面凸凹或裂缝的限制从各国研究的现状来看真空吸附爬壁机器人的研究许多国家已经做了大量的工作而磁吸附爬壁机器人的研究只有日本较为突出磁吸附爬壁机器人又可分为电磁体式和永磁体式电磁体式爬壁机器人维持吸附力需要电力但控制较方便永磁体式爬壁机器人不受断电的影响使用中安全可靠目前研究的磁吸,,,,,,

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附爬壁机器人多为永磁体式下面介绍磁吸附爬壁机器人各种移动方式

车轮式磁吸附爬壁机器人控制单元

圆头螺栓

外框

图

车轮式磁吸附爬壁机器人

图

步行式磁吸附爬壁机器人,

日本应用技术研究所研制出了车轮式磁吸附爬壁机器人它可以吸附在各种大型构造物

收稿时’

一

一

日本磁吸附爬壁机器人的研究现状

机、、

器

人

年

月

如油罐球形煤气罐船舶等的壁面代替人进行检查或修理等作业这种爬壁机器人靠磁性车

,

轮对壁面产生吸附力其主要特征是行走稳定速度快最大速度可达状的壁面且不损坏壁面的油漆外观如图,,

,

,

适用于各种形

所示

步行式磁吸附式爬壁机器人年日立制作所的内藤绅司和佐藤主税等人研制成八只脚磁吸附爬壁机器人如图所示这种爬壁机器人的八只脚采用永磁体内侧四只脚和外侧四只脚在行走过程中交替吸附吸附,,

脱开

厂

一

入

了

飞

极片

支点

丁下要由德下永磁体’

七云义二夕三乡瓦反力’

赫未通电时

永盛体线圈

壁面

嗣通电时

磁吸力

吸引力

一

图

永磁体式磁吸附足结构,

图,

电磁体式磁吸附足结构

于壁面图

为磁吸附足结构通过丝杠联接到本体上丝杠的转动可带动脚前后移动每只脚抬起和吸附动作也是通过丝杠来强行实现

的这两种运动结合起来即可实现爬壁机器人的移动但这种爬壁机器人存在一定

,

的弊端电机通过丝杠移动或抬起丝杠转,

,

动比较缓慢因此,

年日立制作所的内藤绅司,

等人在此基础上又研制开发出一种新的磁吸附爬壁机器人图是磁吸附足结构将,

缠绕在极片外的线圈通电并调节电流使永磁体产生的吸附力与电磁体产生的吸附力互相抵消爬壁机器人可以抬脚移动这种爬壁机器人控制较方便并且行走速度比前种爬壁机器人有所提高,,

此外

旧本还开发研制了具有内力补,

偿磁力吸附机构的爬壁机器人如图

所

示其中六个磁力吸附机构靠自身可以产

生强大的吸力并且很容易吸附和脱离钢制壁面每三个磁力吸附机构分别形成两组、

、

两组通过交错相的驱动装置可,

实现向前和向后运动中间电机的旋转运图具有内力补偿磁力吸附机构的爬壁机器人

动传递给不完整齿轮其中带齿的部分同齿条啮合使装有内力补偿磁体的脚向前,

日本磁吸附爬壁机器人的研究现状

卷

期

潘沛霖等,

日本磁吸附爬壁机器人的研究现状,

移动当不完整齿轮转到不带齿的部分时回复弹簧迅速使脚吸附到壁面上另外一组脚抬起向前移动这样就实现爬壁机器人脚的交替运动这种爬壁机器人重量约为,,

,

结构尺寸为

最大移动速度可达

吸盘式磁吸附爬壁机器人车轮式磁吸附爬壁机器人虽然速度较快但有效的磁体只是车轮的一小部分步行式磁吸,

附爬壁机器人虽然机器人得到较大的吸附力但速度很慢为了提高吸附力和行走速度,

,

年日本东京工业大学的宏獭茂男研究开发了吸盘式磁吸附爬壁机器人如图,

,

所示吸盘与壁

面之间有一个很小的倾斜角度这样吸盘对壁面的吸力仍然很大每个吸盘分别由一个电动机

来驱动与壁面线接触的吸盘旋转爬壁机器人就随着向前移动这种吸附机构

的吸附力可以,

,

达到很大

在遇到壁面的突起或焊缝时可以让吸盘一个一个地翻越而不是同时翻越它可以保证爬壁机器人承受力的载荷在整个方向上自由行走如图,,,,

,

,

,

所示焊缝位于水平方向爬壁,,

,

,

机器人从下向上爬会引起这样一个问题吸盘接触焊缝时车体重量会产生一个向下的力矩

使得上侧的小滚轮悬空吸附力下降发生吸盘滑动而不能前 …… 此处隐藏：1056字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……