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机器人|在过去的几年里，人们对攀爬机器人发展的兴趣迅速增长

机器人重器

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【机器人|在过去的几年里，人们对攀爬机器人发展的兴趣迅速增长】在过去的几年里 ， 人们对攀爬机器人发展的兴趣迅速增长 。 攀爬机器人是有用的设备 ， 可用于各种应用 ， 例如建筑行业的维护和检查 。 这些系统主要用于人工操作员直接进入非常昂贵的地方 ， 因为需要脚手架 ， 或者由于存在恶劣环境而非常危险 。 主要动机是通过消除昂贵的脚手架组装来提高运营效率 ， 或在危险任务中保护人类健康和安全 。



一些攀爬机器人已经被开发出来 ， 其他的正在开发中 ， 它可以应用清洁、检查难以到达的建筑等各个领域 。 攀爬机器人不仅要轻便 ， 而且要具有大的有效载荷 ， 以便在导航过程中减少过度的附着力并携带仪器 。 这些机器应该能够在不同类型的表面上行驶 ， 具有不同的倾斜度 ， 例如地板、墙壁或天花板 ， 并能够在这些表面之间行走 。 此外 ， 它们应该能够适应和重新配置各种环境条件并且是自给自足的 。



到目前为止 ， 对这些机器进行了大量研究 ， 并且已经提出了各种类型的实验模型 ， 到2006年 ， 世界上已经开发了200多个针对此类应用的原型 。 然而 ， 我们不得不注意到 ， 攀爬机器人的应用仍然有限 。 除了一些成功的工业化产品外 ， 大多数只是原型 ， 由于在现场测试中表现不佳 ， 很少能找到常用的产品 。 科研人员提出了影响攀爬机器人系统性能的主要设计问题 ， 并提出了这些问题的解决方案 。



攀爬机器人设计中的两个主要问题是 ， 即运动和附着方法 。 关于运动类型 ， 通常考虑四种类型：履带式、轮式、腿式和推进式 。 虽然履带式能够相对较快地移动 ， 但不足以应用于恶劣的环境 。 另一方面 ， 腿式很容易应对环境中的障碍物 ， 而通常它的速度较低并且需要复杂的控制系统 。 关于与表面的附着力 ， 机器人应该能够使用轻量级机构产生安全的夹持力 。



粘合方法一般分为四种组别：吸力型、磁力型、表面吸附型和推力型 。 然而 ， 最近提出了基于生物学发现的确保粘附的新方法 。 真空式原理虽然存在供应压缩空气的问题 ， 但重量轻 ， 易于控制 。 另一种以重量为代价的替代方案是采用真空泵 。 磁性原理意味着重型执行器 ， 仅用于铁磁表面 。 推力型机器人利用推进器产生的力粘附在表面上 ， 但用于非常受限和特定的应用 。



攀爬机器人主要用于人工操作人员直接进入非常昂贵的地方 ， 因为需要脚手架 ， 或者由于存在恶劣环境而非常危险 。 在过去的几十年里 ， 人们为这些机器人设想了不同的应用 ， 主要是在危险环境中的清洁、技术检查、维护或故障诊断领域 ， 或者在高层建筑和人造建筑的外部 。 对于运动类型 ， 更简单的替代方案通常使用带有吸盘的滑动段 。 这种解决方案的主要缺点是难以穿越裂缝和障碍物 。



第二种运动形式是采用轮子 ， 这些机器人可以实现高速的运行 。 然而 ， 一些使用吸力粘附到表面的轮式机器人需要在它们移动的表面和机器人底座之间保持缝隙 。 这种技术可能会产生压力损失或与表面摩擦的问题 ， 即如果气隙太小 ， 或者如果使用某些材料来防止空气泄漏 。 第三种运动形式是采用腿 ， 足部装有吸盘或磁性装置的有腿攀爬机器人具有速度慢且需要复杂控制系统的缺点 ， 但可以在表面产生强大而稳定的附着力 。 这些机器还具有轻松应对环境中发现的障碍物或裂缝的优势 。 具有两条至八条腿的结构主要用于这些任务的开发 。

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