曲面上双足三自由度爬壁机器人设计与稳定性分析

摘要：

针对3个柔性铰链真空吸盘构成的吸盘组双足机器人，分析了机器人能够适应的曲率半径范围。通过静力分析，建立了含机器人姿态转角的力与力矩平衡方程，使用防倾覆和防滑落条件推导出吸盘半径和机器人重心的稳定性约束方程。通过MATLAB优化求解得到稳定所需的最小吸附力，并分析了曲面攀爬安全系数与足部关节转角、重心之间的关系；结果表明，安全系数与转角呈非线性关系，水平姿态时安全系数最小，可通过重心位置来调节稳定性。设计开发了样机，实验证明机器人样机能在风电叶片上进行旋转攀爬。

关键词：爬壁机器人、真空吸附、叶片、稳定性、曲面

分类号：TP242.3(自动化技术及设备)

资助基金：浙江省自然科学基金资助项目LQ13E050004，LY14F030021；科技部质检公益项目201210076；国家留学基金资助项目2011833209．

在线出版日期：2014-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：349-354