仿尺蠖多模式爬壁机器人设计与控制方法研究

来源：计算机测量与控制杂志2022年第10期北京时间：

作者：眭 翔,徐林森,周瑞吉,刘进福,龙 杰

单位：常州信息职业技术学院常州市高端制造装备智能化技术重点实验室，中国科学院合肥物质科学研究院，中国科学技术大学

摘要：对于高层建筑清洁、大型化工罐体焊接与检测以及管道、隧道等狭小空间的安全巡查，传统方式为人工操作，存在安全隐患及效率低下等缺点，针对这些问题，提出了一种爬壁机器人设计方案。通过研究自然界尺蠖类生物的壁面攀爬机理，结合仿生技术，利用真空吸附和爪刺抓附两种附着技术，研发了一种仿尺蠖多模式爬壁机器人。首先在静态条件下，采用D-H参数法建立了机器人运动学数学模型，求解了机器人运动学的正、逆解，然后进行了基于极坐标理论的机器人控制方法研究，分析了了步态控制策略，并基于嵌入式控制器搭建了实际样机的控制系统，进行了功能性测试，验证了爬壁机器人的运动学模型的正确性和步态控制方法的平稳性，为双足类仿生机器人进一步研究提供了参考。

关键词：爬壁机器人;尺蠖;真空吸附;爪刺抓附;控制方法;

基金资助：中央高校基本科研业务费项目（B220201025）；江苏省高等学校自然科学面上项目（21KJB460030）；江苏省前沿引领技术基础研究专项项目（BK20192004）；江苏高校青蓝工程优秀教学团队资助项目；常州市重点研发计划项目（CJ20210040）；常州信息职业技术学院2018年度校级科研平台（KYPT201801G）