幕墙清洗机器人的自攀爬机构设计

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1、中国机械工程第"1卷第"%期$##-年V月上半月球面幕墙清洗机器人的自攀爬机构设计唐伯雁""$"!张慧慧!宗光华!费仁元!!"/北京工业大学机械工程与应用电子技术学院!北京!"###$$!!$/北京航空航天大学机器人研究所!北京!"###R!!!!!!!摘要"针对国家大剧院的超椭球外墙!开发了一种采用自攀爬构型的新型清洗机器人#这种机器人没有吸附装置!而是通过机器人与壁面构成高可靠性的抓持铰实现在垂直$倾斜的壁面上移动#分析和讨论了机器人的自攀爬机构原理!介绍了机器人的自攀爬运动过程#关键词"机器人)自攀爬)幕墙清洗)抓持铰唐

2、伯雁!博士研究生中图分类号"+($-$/!!!文章编号""##-0"!$!%$##-&"%0"1#R0#-?$,&(’")@$%)0@.-+27%$!$./+’&,2)"-@5/$-&.+%@3-)+.$4%$+’&’(A"7"8""$"+67;‘:G67!?967;.35935!?:7;O367;936!2=5=7G367"/‘=5A57;B75C=DE5FG:>+=@97:I:;G!‘=5A57;!"###$$$/‘=5967;B75C=DE5FG!‘=5A57;!"###R!67,8-+.8"+95EL6L=DLD=E

3、=7F=J67:C=IE=I>0E@D6HMI=H=@9675EH:>K6II@I=6757;D:M:FK95@9K6EEL=@56IIGJ=E5;7=J>:DF9=96I>0=II5LE:5J:3F0K6II:>F9=,6F5:76IOD67J+9=6F=D:>&9576/*IQF9:3;9E:H=D:M:FE96JM==7J=C=I:L=J>:DK6II@I=6757;67J57EL=@F5:7!H:EF:>F9=HK=D=:>F=7D=QEFD5@F=JMGF9=5D6ME:DM57;J=C5@=E!K95@9F9=7J

4、=@D=6E=JF9=D=I56M5I5FG67JE6>=FG/N7EF=6J:>F9=6MQE:DM57;J=C5@=E!F9=D:M:FJ=L=7JE:7;D6EL57;09:IJ57;L5C:FEF:H:C=:7C=DF5@6I:DJ=@I5757;K6IIE/+9=E=I>0E@D6HMI=H6@957=K6E676IG8=J67JJ5E@3EE=J57J=F65I67JF9=E=I>0E@D6HMI=H:C57;LD:@=QJ3D=EK=D=J=E@D5M=J/9$1:"-#,"D:M:F)E=I>0E@D6HMI=

5、)@3DF657@I=6757;);D6EL57;09:IJ57;L5C:F#!引言翻’由于吸附方式存在可靠性问题!需要在建筑目前幕墙清洗机器人的研究已成为热点!国物顶部设置可移动的楼顶装置%如楼顶小车(爬轨内外有关文献已报道了多种清洗机器人样器等&牵引机器人的保险钢丝绳!以确保安全’这机#"(!$’壁面移动机器人都是通过吸附力附着在不但影响建筑物的美观!且需要增加大笔投资’壁面上的#-!1$!吸附易受环境状况%如缝隙(胶条(即便如此!有些建筑物也缺乏安装楼顶装置的条装饰条(局部缺陷(墙面折角等&的影响!造成吸附件!如球面等曲

6、面建筑物’力减弱甚至完全丧失!最终导致机器人滑落或跌国家大剧院的外墙为超椭球结构!由钛金属幕墙和玻璃幕墙构成!长轴$"$H!短轴"-SH!高收稿日期"$##-0#!0#"-SH!外观见图"’由于建筑结构独特!幕墙的清基金项目"国家RS!高技术研究发展计划资助项目洗难度极大’但其幕墙上有规律地分布着环形导%$##"**-$$$R#&’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’!!@6F5:7:>(I6EF5@)5@D:>I35J&9677=IEMGNHLD57F57;#R$!]7

7、6[=7M:D;T!ZI67[.!Z3FF=D4(/)5@D:EFD3@F3Q)=F9:JE/*76IGF5@6I&9=H5EFDG!"VV%!SV"-%R!(D=26MD5@6F5:7K5F96&’$_6E=D]GEF=H/4:3D76I:>-%RV)5@D:H=@9675@E67J)5@D:=7;57==D57;!$##-!"-""R$#1$!:FF57;’!:L[=X!‘=@[=D.!=F6I/(:IGH=D)5Q("RV@D:>6MD5@6F5:7+=@97:I:;5=E/)5@D:EGEF=H+=@97:I:Q#

8、V$!&9DGEE:I:3D5EO/_6E=D)6@95757;"+9=:DG67J(D6@Q;5=E!$##$!$R"!$(!SF5@=/,=Ka:D["]LD57;=!"VV"%编辑!苏卫国&#S$!)@Z=:K7(/2D:H)5@D:0F:,67:0H6@95757;0