小型磁吸附爬壁机器人的设计与实验验证

唐陈伟, 李建磊, 姚红良, 贾如玉

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东北大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (01) : 68-75.

小型磁吸附爬壁机器人的设计与实验验证

  • 唐陈伟, 李建磊, 姚红良, 贾如玉
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摘要

针对传统爬壁机器人结构复杂、体积庞大等问题,设计了一种能够在竖直壁面上移动的新型小型磁吸附爬壁机器人,可满足在狭小空间内运动的需求.基于振动驱动理论,设计了具有扭转特性的足部结构并采用磁吸附的黏附机制,建立了爬壁机器人的动力学模型.通过数值仿真,分析了激振频率和外部负载对机器人运动速度的影响规律,结果表明,在无负载时,机器人最大爬壁速度可达58.7 mm/s,而在负载0.7倍自身质量条件下,其最大爬壁速度为44.9 mm/s.实验验证进一步表明,机器人在无负载和负载条件下的最大爬壁速度分别为56.5和30.2 mm/s,并通过调节激振频率,可以实现对机器人运动速度和方向的有效控制.

关键词

爬壁机器人 / 小型机器人 / 振动驱动 / 磁吸附 / 扭转特性

中图分类号

TP242

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唐陈伟, 李建磊, 姚红良, 贾如玉. 小型磁吸附爬壁机器人的设计与实验验证. 东北大学学报(自然科学版). 2025, 46(01): 68-75

基金

国家自然科学基金资助项目(52075084)

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