攀爬清洁机器人技术综述.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGlNEER攀爬清洁机器人技术综述刘军。骆瑞杰。康世林(大连科技学院机械工程学院，辽宁大连116052)摘要：文中针对高空清洗作业领域里正在研发的攀爬清洁机器人技术进行了综合分析，详细阐述了攀爬清洁机器人的技术特点、分类、各类型的优缺点以及适用的场合，并分析了攀爬清洁机器入技术未来的发展趋势。期望对攀爬清洁机器人的设计和研究提供更多的参考依据，以提高高空清洗作业的工作效率。关键词：攀爬；清洁：机器人中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1∞2—2333(2016)

2、08—0110—02TechnicalReviewofClimbingCleaningRobotLIUJun，LU0Ruijie，KANGShilin(CollegeofMechanicalEngineering，DalianInstituteofScienceandTechnology，Dalian116052，China)Abstract：Thispaperanalyzesthetechnologyofclimbingcleaningrobotforaloftcleaningoperations，an

3、delaboratesthetechnicalfeatures．classification，advantagesanddisadvantages，andapplicableoccasionsofclimbingcleaningrobot．Thefuturedevelopmenttrendoftechnologyaboutclimbingcleaningrobotisanalyzed．Thispapercanprovidemorereferencefordesignandresearchofclimbin

4、gcleaningrobottoimproveworkefficiencyinthealoftcleaningoperations．Keywords：climbing；cleaning；robot0引言在科技飞速发展与人类文明不断提升的今天，高楼大厦是城市文明的产物，当代社会动辄就是上百米的建筑，这些高楼普遍存在清洁问题。在竖直的外墙上采用高处吊板这一危险的传统清洁方式进行人工作业是非常危险的。所以攀爬清洁机器人成为了当前迫切需要开发的研究课题。13本在攀爬清洁机器人这一领域的研究特别突出，日本Nishi

5、．A教授于1966年设计出第一台爬壁机器人样机，该机器人使用风扇进气端的低压作为吸附力。在上一世纪就已相继研究出车轮式磁吸附爬壁机器人、步行式磁吸附爬壁机器人、吸盘式磁吸附爬壁机器人以及履带式磁吸附爬壁机器人．我国耙壁机器人的研究相对国外来说较晚。自1998年开始哈尔滨工业大学设计了两款爬壁机器人，一款是多功能履带式磁吸附爬壁机器人，另一款机器人的吸附机构是真空吸附，并且是单吸盘的真空吸附

6、lI。1攀爬清洁机器人技术攀爬清洁机器人需要具备移动和吸附功能。按吸附机能来分类．可分为磁吸附和真空吸附。磁吸附有电

7、磁铁和永磁铁两种：这种吸附要求壁面是导磁材料，但是结构简单，吸附力度远大于真空吸附，而且对壁面的凹凸适应性好。真空吸附分为真空泵吸附和喷射器吸附，真空吸附不受限于壁面材料．但是若壁面不平整时吸盘容易漏气，吸附力下降：基金项目：2015年地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目；2015年辽宁省大学生创新创业训练计划项目(2015132’07009)目前国内外使用的攀爬清洁机器人有以下几类：1)车轮式攀爬清洁机器人。这类机器人移动类型为车轮移动，它可以在大型构造物如船舶油槽等工作场合代替人类做检查和清洁工作

8、。2)履带式攀爬清洁机器人。这类机器人多用永磁铁进行吸附，通过履带进行移动。3)步行式攀爬清洁机器人。这类机器人通过脚交替吸附在壁面上进行移动。2攀爬清洁机器人分类2．，车轮式攀爬清洁机器人车轮式攀爬清洁机器人最显著的优点就是移动速度快、转向方便。如果用真空泵提供吸附力，则机器人过障碍的能力比较低，对壁面的要求比较高。采用喷射器吸附会降低对壁面的要求，提高过障碍能力，但是维持吸附力会显得略微困难。若是采用磁吸附，则又有着易控制的优点，但是只适用于导磁壁面。并且电磁铁需要通电，永磁铁脱吸时也不方便。真空吸附

9、和电磁吸附分别由气缸和电动机带动。他们不仅增加机器人重量，而且效率并不高。但由于过障碍能力并不强，车轮式攀爬清洁机器人并不适用于壁面不平整、有较多障碍的建筑。车轮式磁吸附攀爬机器人由于吸附能力强，甚至可倒立吸附于壁面，已经在众多领域开始应用实践。如日本研发的车轮式磁吸附爬壁机器人，依靠电磁吸附对壁面产生吸附力，机身稳定，最大速度可达9m／min，它可吸附在各种大型构造物如船舶、油罐等的壁面上，代替人进行检查或修理等作业【2】。