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機器人|科研人員開發了一種利用螺旋槳推力移動的攀爬機器人

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推進型機器人利用螺旋槳產生的力來移動并附著在表面上 ， 但只能在非常有限和特定的應用中使用 。 科研人員開發了一種利用螺旋槳推力移動的攀爬機器人 。 機器人與表面之間的接觸通過大量非驅動輪來保持 。 推力向壁側傾斜 ， 從而在車輪與地面之間產生摩擦力 。 由于預測在墻壁表面有強風對于高層建筑 ， 通過控制推力方向來補償作用在機器人上的風力 。



還考慮了摩擦力增強器 ， 它是一種翼型 ， 可通過側風產生指向壁側的升力 。 然而 ， 已經表明 ， 這種機器人會因風向或風速的突然變化而發生打滑 。 開發攀爬機器人項目最重要的工作是設計一個合適的附著機制 ， 以確保機器人在不犧牲機動性的情況下可靠地附著在各種墻面上 。 保證機器人附著在表面上的最常見方法是使用吸力 。 真空式原理需要輕型機構 ， 易于控制 。



這個操作原則允許攀爬任意表面 ， 由不同類型的材料制成 ， 并且可以通過使用不同的策略來實現 。 通常 ， 每只腳使用一個以上的真空杯 ， 以防止由于表面曲率或不規則造成的壓力損失 。 然而 ， 這種類型的附件有一些相關的缺點 。 吸力粘附機制需要時間來產生足夠的真空以產生足夠的粘附力 ， 這種延遲可能會降低機器人移動的速度 。



【機器人|科研人員開發了一種利用螺旋槳推力移動的攀爬機器人】與吸力粘附相關的另一個問題是密封件中的任何間隙都可能導致機器人跌落 ， 這個缺點將吸盤粘附機制限制在相對光滑、無孔和無裂紋的表面上 。 最后 ， 吸力粘附機制依賴于環境壓力來粘附在墻上 ， 因此在空間應用中沒有用處 ， 因為空間中的環境壓力基本上為零 。 另一個問題是壓縮空氣的供應 。 當通過文丘里原理或真空泵產生真空時 ， 會使攀爬機器人產生噪音 。

相關人員已經提出了解決這個噪聲問題的方法 。 機器人上的真空泵增加了機器人的重量和成本 ， 這也是由于額外的真空管、消音器、閥門和其他必要的設備 。 該解決方案會導致某種程度的穩定且不可忽略的能源消耗 。 機器人外部的真空泵意味著需要系繩 ， 存在臍帶干擾機器人的移動性和動力學的固有問題 。 因此 ， 希望避免主動真空產生和用于真空運輸的單獨裝置 。

考慮到這些想法 ， 有的人提議使用被動吸盤 ， 因為它們成本低、簡單且堅固 ， 并且允許攀爬機器人的輕型結構 。 然而 ， 盡管是一種很有前途的方法 ， 但為了構建一個合適的系統 ， 必須更好地理解與被動吸盤的行為相關的幾個方面 。 產生粘附力的另一種方法是在滑動室上吸入空氣 ， 然后通過輪子移動機器人 。 有人提出了這種粘附方法的一種變體 ， 并在機器人中實施 。

這些研究人員設計了一種基于真空轉子組件產生的空氣動力吸引力的設備 ， 該組件產生由腔室包圍的低壓區 。 真空轉子組件由帶葉輪的真空電機和排氣罩組成直接氣流 。 它本質上是一種徑向流動裝置 ， 它結合了兩種類型的氣流 。 葉輪的高速旋轉導致空氣被加速朝向轉子的外周 ， 徑向遠離中心 。 然后將空氣沿自旋軸拉向設備 ， 在設備前面形成低壓區域或部分真空區域 。 使用排氣罩 ， 由此產生的空氣排放被引導到設備的后部 ， 實際上有助于通過向前推動設備來增加附著力 。

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