裹尸袋
第一章 绪论
1.1 课题的背景、目的及意义[1]
壁面清洗爬壁机器人属于移动式服务机器人的一种，可在垂直壁面或顶部移动，完成其外表面的清洗作业。在工业机器人问世30多年后的今天，它已被世人看作是一种生产工具，在制造、装配及最近在服务行业，机器人的应用取得了明显的进步，由于传感器、控制、驱动及材料技术领域的进步，通过智能机器人系统，首次在制造业领域以外开辟了机器人应用的新领域，让自主机器人作为“人的助手”，使人们的生活质量得以提高。目前在许多领域已经进行了很大的努力来开发服务机器人系统，并力争在较大范围内使用它们。这些机器人系统尽管有不同的应用领域，但它们所从事的工作则仅限于以下几种： 1.维护保养
2.修理
3.运输
4.清洗
5.保安及救援
6.数据采集
狗皮护膝7.其它
在服务行业使用的机器人，要求所提供的服务技术含量较高，实现的可能性较大，还要求它的市场潜力大，对用户有使用价值，对经营者有经济效益。与普通工业机器人领域不同，服务机器人是一种只适合于具体的方式、环境及任务过程的机器人系统。物体及平面清洗用的机器人是急待开发的服务机器人之一。现代城市高楼林立，以15－摩根轧机30层楼居多，高达近百米，壁面多数采用瓷砖结构和玻璃幕墙结构，有的还敷设塑铝板等，常年裸露在外，需要进行许多壁面维护工作。目前这类工作仍由清洗工人搭乘吊缆进行高空作业来完成，既危险、工作效率又低，对人身安全、玻璃壁面都有很大的威胁性，如图1－1所示。越来越多的高层建筑在设计初期便将清洗问题考虑在内，尤其是很多瓷砖、玻璃壁面表面平整、不大的障碍，非常适合于采用壁面清洗机器人进行清洗。
爬壁清洗机器人的使用将大大降低高层建筑的清洗成本，改善工人的劳动环境，提高劳动生产率，具有一定的社会、经济意义和广阔的应用前景。该项目的研制成功，将会实
现清洗作业的自动化，给清洗作业带来一次新的革命。同时通过更换周边设备可适应其它的操作任务，其主要系统壁面移动机器人载体可深入应用到核工业、石化、消防、造船等行业，机器人装备摄像机、超声波传感器等可对核废液储罐、轮船等建筑物外壁进行检查、测厚及焊缝探伤等，若装备喷砂、喷漆机构可对金属罐壁进行喷砂除锈、喷漆防腐等操作，还可喷涂巨幅壁画，装上温度传感器、摄像机等可从高楼上对火情作出判断，传递救援物资等。引道结构图
图1－1工人清洗建筑高层壁面
1.2 爬壁机器人的分类及特点
机器人能够在壁面上自由移动并且进行作业，必须具备三大机能，即吸附机能、移动机能、作业机能，爬壁机器人主要按吸附和移动机能来进行分类。 1） 按照吸附机能分类，爬壁机器人可分为：真空吸附、磁吸附和推力吸附三类。
真空吸附是通过真空发生装置，使吸盘内腔产生负压，机器人利用吸盘内外的压力差贴附在壁面上。真空吸附法由于不受壁面材质的限制，适应范围广，但当壁面凹凸不平时吸盘容易漏气，从而吸附力下降，承载能力降低。
磁吸附法要求壁面必须是导磁材料，但它结构简单、吸附力大，对壁面的凹凸适应性强，不存在真空吸附法的漏气问题，因而当壁面材料导磁时，使用磁吸附式爬壁机器人有它突出的优点，磁吸附法又分为永磁体和电磁体两种产生磁力的方式。
推力吸附借鉴力航空技术，使用螺旋桨或涵道风扇产生合适的推力，使机器人稳定、可靠的贴附在壁面上，并在壁面上移动。这种吸附方式具有壁面适应性好，越障容易等优点，但控制系统复杂。这种吸附方式的典型代表是日本西亮教授1990年推出的一种推进型壁面
移动机器人。
三种吸附方式的具体比较见表1星型下料阀－2.
表1–2 爬壁机器人三种吸附方式的比较
吸附方式 | 优 点 | 缺 点 |
真 空 吸 附 | 单吸盘 | 结构简单，允许有一定程度的泄露 | 吸盘无冗余性，一旦断电本体将丧失吸附能力 |
多吸盘 | 吸盘尺寸小，密封性好，断电时有一定的冗余度 | 壁面如有凹凸或裂缝，则将会有真空泄露 |
磁 力 吸 附 | 永磁式 | 维护吸附力不需要耗电能，安全可靠 | 步行时磁体与壁面离合需很大的力 |
电磁式 | 磁体与壁面的离合容易 | 维持吸附力需要耗电能，电磁体本身重量很重 |
推力吸附 | 无泄露问题，对壁面形状、材质适应性强，越障容易 | 控制复杂、噪声大、体积大、效率低 |
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2） 按照移动方式分类汽车阻尼板 爬壁机器人可分为车轮式、履带式、脚足式。三种移动方式的比较见表1－3.
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