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    上海大学特种机器人技术应用研究室先后开发研制了多层框架、多真空吸盘式爬壁机器人系列。该机器人由三层框架组成,即内、外框和中间框架,内、外框都能相对中间框架做直线运动,中间框架可以与外框架结合相对内框架做回转运动。内、外框架上都格子装备四个真空吸盘,机器人可通过内外吸盘的交替吸附在垂直壁面上进行移动。最大工作移动速度7.0m/min,自重50kg,负载能力55kg,越障高度60mm,采用无线射频遥控操作。
    1.3主要技术要求
    现代机器人的主要特点是智能化,其基本组成包括机械系统、控制系统、驱动系统和传感系统等部分。机械部分机器人实现控制功能的基本主体,机器人的总体能力主要有:
    1)移动能力:能够在垂直的平整壁面上稳定爬行,并灵活的调整移动速度;
    2)吸附能力:安全可靠的吸附在各种材料的壁面上,如高层建筑的玻璃外墙,瓷砖等;
    3)转向功能:能够做到全方位旋转,使机器人能够全方位移动;
    4)越障功能:具有一定的越障功能,能够跨越窗框类的障碍;
    5)控制系统:运算速度快,保证信号通讯的实时性、可靠性,且可靠性高。
    技术要求:
    1)爬行速度:4~10m/min;
    2)爬行高度:10~100m;
    3)清洗速率:100~150m2/h;
    4)移动时能够跨越30mm左右的窗框类障碍。
       主要参数:
       1)机器人本体重量及最大负载:40Kg;
       2) 电磁吸盘所需的最大真空度:90MPa;
       3)减速机构的传动比:2。   
    第二章  系统总体设计
    为保证机器人可以在垂直壁面上平稳的运行,必须具备粘附能力和移动能力,以下是吸附和运动方式的介绍。
    2.1机器人吸附方式
    在高空进行清洁操作的机器人,其固定方式有吸附式和外装式,吸附式即通过吸盘或其它粘附器件,通过面的接触,使机器人稳定在垂直壁面上;外装式是通过事先安装在高楼幕墙上的导轨,利用机器人的自锁能力,使机器人固定在壁面上的方式。由于外装式需要安装外部设备,所以应用范围较小。吸附方式又分为真空吸附和电磁吸附两种,由于真空吸附方式对壁面的要求较低,电磁吸附需要壁面有磁性,所以在设计应用中真空式使用的范围较广。下表2-1是各种吸附方式的特点。
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