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1、《现代电子技术》2007年第13期总第252期测试测量自动化一种新型微小爬壁机器人1222李敏,刘京诚,刘俊,秦岚(1.四川理工学院四川自贡643033;2.重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044)摘要:研制了一种能在导磁面上运动的电磁驱动的微小爬壁机器人,其尺寸为30mm15mm20mm,重约30g。在分析尺蠖运动原理和现有爬壁机器人驱动方式、驱动力和机器人结构的基础上,设计了新的驱动结构和驱动方式,实验测试表明,此设计明显提高了机器人的驱动力。通过研究人体的转弯机理,实现了机器人的快速转弯。分析了机
2、器人的驱动控制信号,设计制作了机器人的驱动控制电路。整个爬壁机器人采用爬行式运动方式,运动速度可以达到1.1cm/s,可以在0~90的导磁面上爬行。关键词:微机器人;爬壁;电磁驱动;快速转弯中图分类号:TP242文献标识码:B文章编号:1004-373X(2007)13-101-04ANovelMicro-climbing-wallRobotLIMin1,LIUJingcheng2,LIUJun2,QINLan2(1.SichuanUniversityofScience&Engineering,Zigong,643033,Ch
3、ina;2.KeyLaboratoryofOptoelectronicTechnology&SystemsoftheEducationMinistryofChina,ChongqingUniversity,Chongqing,400044,China)Abstract:Thedesignofaelectromagnetismdrivingmicro-climbingwallrobotwhichcanmoveandtravelonthemagneticsurfaceispresentedinthispaper,whichhas30mm15mm20
4、mmsizeandtheweightislessthan30g.Basedonanalyzingthemovingtheoryofcankerwormandtheolderdrivingmode,drivingpower,robotsmechanicalstructure,thepapershowsthenoveldrivingstructure(NDS)andnoveldrivingmode(NDM),andtheexperimentaltestdataresultswhichtheadvantageofNDSandNDMenlargethed
5、rivingpowerapparentlycomparedwitholddrivingpart.Basedonanalyzingthehumanbodysturningaction,realizedtherobotsquickturningoperation.Basedontheanalysisofthemovingmechanics,theessayofferedthecontrollinganddrivingsignalsandcircuit,too.Themicro-robotadoptsthecreepingmotorialmodean
6、ditsspeedcanupto1.1cm/s,andcanclimbtheslopfrom0degreeto90degree.Keywords:micro-robot;climbingwall;electromagnetismdriving;quickturning体积大、价格昂贵、重量大、转弯特性差、控制系统复杂等1引言缺点,极大地限制了这些机器人的应用。近年来,机器人在国家安全、工业检测和反恐任务中本文介绍的磁驱动微小爬壁机器人,采用电磁吸附技越来越得到人们的重视,国际上许多成功的机器人平台已术,尺蠖运动原理,具有结构简单、重量轻、加工制
7、作容易、经建立,如CarnegieMellon大学的Millibot机器人,Min-控制灵活、控制电路简单、转弯速度快等特点。nesota大学的Scout机器人,iRobot公司的Urban机器[1]2爬壁机器人的结构和运动原理人等。然而,这些机器人都不具有爬壁、在天花板行走和穿越管道的能力。目前,有许多专家对具有爬壁能力的2.1爬壁机器人的结构机器人做了研究,AliSadegh运用旋涡回转装置设计的爬图1是微小爬壁机器人的外形结构示意图,该微小机[1]壁机器人,KevinRogers运用吸附技术设计的连续运动器人采用电磁驱动技术,由前后挡板(
8、1,3)、软磁(2)、驱动[2]清扫爬壁机器人,CarlosGrieco运用磁性吸附技术设计线圈(4)、前后脚(5,8)、
