爬墙机器人结构设计 1 爬墙机器人分类 1.1 用于检测和维修领域爬墙机器人需满足的要求 1 ) 速度和机动性：对爬墙机器人来说速度和机动性是它最重要的两个参数。由于垂直结构的尺寸要求，即使在竖直方向或者天花板上，在检测区域和一些相似点之间也需要实现快速移动。其他的要求与系统的操控和定位能力有关，这包括移动轨迹的精确性，因为一些用于检测的传感器要求在表面进行光滑且连续的运动。也有可能要求机器人横向运动或者旋转360°来满足位置传感器和一些工具的要求。最后一点，机器人必须解决台阶和突起等越障问题，以此来保证其可以到达建筑物的任何一个角落。 2 ) 负载能力：机器人必须具有携带不同重量的负载的能力。对于一个表面的检测，携带至少 10kg 的检测装置负载是必须的，因此，机器人的尺寸、吸附和运动装置都应该满足应用的要求。 3 ) 可靠性和安全性：鲁棒性是机器人一个非常重要的非功能性的性质。如果爬墙机器人在它的一次任务中失败了，它就不能在实践中投入使用。可靠性和安全性要求包括：硬件鲁棒性、最优控制、检测方法、处理危险情况以及自我恢复等。系统本身要保证吸附的足够安全，因为就算是可控的跌落也是很危险的。 4 ) 易用性：作为一个检测装置，爬墙机器人需要比一般的装置更强大、更有效率、更安全。这当然也包括机动性和处理问题的多样性。因此，根据任务要求，它必须能携带各种不同的负载，容易损耗的零件能够快速被替换，与现有的技术相比它的操作必须快且简单，此外，能耗、重量及机器人的尺寸也是很重要的。 1.2 爬墙机器人分类 (1 ) 磁吸附式爬壁机器人 磁吸附式爬壁机器人是一种可以在导磁壁面上进行特定作业如焊接、打磨、检测、涂装等的一种自动化机械装置。现有的磁吸附式爬壁机器人主要有磁足式爬壁机器人，磁轮式爬壁机器人，履带式磁吸附爬壁机器人。磁足式爬壁机器人是靠磁足提供的吸附力吸附在壁面上，由于其行走特点决定了其吸附力必须可调，多采用电磁铁提供吸附力。磁足式爬壁机器人步法控制比较复杂，运动灵活性不好；磁轮式爬壁机器人是靠磁轮的吸附力吸附在导磁壁面上，特点是运动灵活性较好，但是由于磁轮的有效吸附面积小，磁能利用率不高，负载能力较差；履带式磁吸附爬壁机器人是靠履带式移的，其特点是负载能力强，但是在进行转向运动时其运动灵活性较差。 图 1 轮式磁吸附式爬壁机器人（左）和爬壁机器人爬壁过程（右） (2 ) 仿生吸附爬壁机器人 利用...
