滑动式爬壁机器人负压吸附机构低能耗设计

《滑动式爬壁机器人负压吸附机构低能耗设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第3期机电工程Vol．28No．32011年3月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringMar．2011*滑动式爬壁机器人负压吸附机构低能耗设计吴善强，黄佩佩，武丽君，毛傥生(中国计量学院机械电子研究所，浙江杭州310018)摘要:为解决目前滑动式爬壁机器人能耗效率低下的问题，将低能耗设计技术应用到负压吸附机构设计中。开展了机器人安全吸附、负压吸附机构流体力学分析，得到了机器人工作负压、流量与吸盘尺寸、密封裙尺寸的关系，建立了机器人总体能耗与机器人尺寸之间的关系，并提出了应用现代计算流体力

2、学方法，在负压发生器即离心风机上进行了流场仿真，对其特性进行了评价，并进行了滑动式负压吸附爬壁机器人负压吸附机构试验。其结果表明爬壁机器人系统能耗控制在298W以内，负压吸附机构可提供2．5kPa的负压，机器人可以稳定吸附在壁面，为爬壁机器人的低功耗设计提供了理论和实践基础。关键词:爬壁机器人;负压吸附机构;低能耗设计中图分类号:TH122;TH123;TP242．2文献标志码:A文章编号:1001－4551(2011)03－0320－04Designoflowpowerconsumptionnegativepressuregenerat

3、orofaslidingwallclimbingrobotWUShan-qiang，HUANGPei-pei，WULi-jun，MAOTang-sheng(MechatronicsInstitute，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China)Abstract:Inordertosolvetheproblemsofslidingwallclimbingrobot'sgreatpowerconsumptionandlowefficiencydesign，anegativepres-suregene

4、ratorofthelowpowerconsumptionandhighefficiencywasinvestigated．Aftertheanalysisofrobot'spressureneededandflowleak-agefluiddynamics，therelationshipbetweennegativeworkingpressure，suctionmechanism'sleakageflowandsizeofsuctioncup，sealingmechanismwasestablished．Withthecomputati

5、onalfluiddynamics(CFD)tool，alownoiseandhighefficiencycentrifugalfanwasdesignedandtheperformancesoflowpressuregeneratorwereevaluated．Therobot'soverallpowerconsumptionundervariableconditionsweretested．Theexperimentalresultsshowthatthepowerconsumptionisbelow298W，while2．5kPan

6、egativepressurecanbestablygeneratedsothatrobotcanstickfirmlyonwall．Thetheoreticalandexperimentalresultofresearchonwallclimbingrobotcontributestofurtherperfectingtheperformanceofrobot．Keywords:wallclimbingrobot;negativepressuregenerator;lowpowerconsumptiondesign［1-4］仿生粘液吸附

7、、抓持方式等。比较不同吸附方式，0引言负压吸附方式对不同材质壁面具有较良好的适应能力，因而得到了广泛的应用。对于滑动式负压吸附爬壁面移动机器人又称爬壁机器人，它的突出特点壁机器人而言，负压发生器对吸盘抽吸空气，与吸盘的是可以克服重力作用，在一定倾斜度、垂直或者倒立的空气泄漏动态平衡，则吸盘内产生一定程度的负压，内壁面上具有静止及移动的能力。它主要应用于核工外负压差使机器人吸附在壁面上;负压发生技术是影业、建筑业，消防系统和安检部门的检测、喷涂、清洗、响机器人综合性能及能耗的一个关键技术。目前国内侦查等任务。目前爬壁机器人的吸附方式主要包括

8、负外研究的滑动式机器人通常采用文丘里器、吸尘器风压吸附、磁吸附、真空吸附、螺旋桨推压、静电吸附以及收稿日期:2010－09－27基金项目:国家自然科学基金资助项目(50905170);浙江省教