復(fù)合靜電吸附陣列的吸附性能研究及應(yīng)用.pdf

1、機器人要實現(xiàn)墻體攀爬功能，需有產(chǎn)生吸附能力的機構(gòu)作為支撐。隨著科技的發(fā)展需要機器人的領(lǐng)域逐漸增多，且工作環(huán)境的復(fù)雜化，對攀爬系統(tǒng)的吸附技術(shù)的要求，也隨之越來越高。因此設(shè)計一種安全穩(wěn)定、噪聲小、功耗低、適用范圍廣、自身配置輕、易于小型化設(shè)計，且具備自清潔能力的吸附技術(shù)，成了廣大機器人開發(fā)人員的研究目標。而靜電吸附技術(shù)作為一種新的吸附技術(shù)，因具有以上優(yōu)點成為了近幾年研究的熱點。
　　在本文中，首先在靜電吸附原理的基礎(chǔ)上對靜電吸附陣列進

2、一步分析，以靜電陣列的結(jié)構(gòu)和參數(shù)為基礎(chǔ)對電極陣列進行優(yōu)化分析，綜合考慮各個參數(shù)與吸附力輸出的關(guān)系。其次，根據(jù)梳狀雙極性電極陣列電場的分布特性，進一步對三極性靜電吸附陣列模型特性進行了分析、研究，并大膽提出了新型“篩底”形吸附陣列模型，然后對其吸附力特性、性能與梳狀吸附力模型進行對比分析，并根據(jù)電流變膠體特性對其進行類真空優(yōu)化設(shè)計，得到復(fù)合吸附陣列。隨后，制作了12組不同參數(shù)的梳狀三極性和“篩底”形電極陣列及吸附力實驗平臺，進行了吸附力測

3、試實驗，并對實驗數(shù)據(jù)進行處理、分析。結(jié)果表明“篩底”形電極陣列的吸附性能明顯提升，為高性能的電極陣列的設(shè)計打下基礎(chǔ)。最后，設(shè)計了一款“篩底”形靜電吸附足和一款電控吸附攀爬系統(tǒng)，來驗證該優(yōu)化設(shè)計方案的可行性。并且在系統(tǒng)設(shè)計中引入無線電能傳輸技術(shù)，實現(xiàn)靜電吸附高壓與低壓系統(tǒng)的物理隔離，為攀爬機器人的發(fā)展擴寬了思路。并設(shè)計了手持無線控制器，內(nèi)嵌UCOS-II實時操作系統(tǒng)，用于實時控制電控吸附爬壁系統(tǒng)實驗平臺，在不同材質(zhì)的壁面上進行攀爬測試實驗