36、新型被动悬架磁吸附机器人的设计与分析

新型被动悬架磁吸附机器人的设计与分析

在工业领域，特别是核工业中，大型设施的钢衬里检查至关重要。传统的人工检查方式存在诸多弊端，如耗时长、危险性大、成本高。因此，研发一款能够高效、安全地对钢衬里焊缝进行检查的机器人成为了迫切需求。今天我们要介绍的就是这样一款名为NuBot的磁吸附机器人。

1. 研究背景与现状

目前，核工业广泛采用钢衬里结构作为安全壳的内壁，它是防止放射性物质意外泄漏的最后一道屏障。由于钢衬里由数百块弧形钢板焊接而成，存在数千条焊缝，所以定期检查焊缝十分必要。

现有的研究主要集中在表面适应和吸附方法两个方面：
- 表面自适应运动机制 ：
- 履带式机器人 ：例如Sitti采用主动柔顺关节，Fan采用连杆 - 弹簧系统连接两个履带模块。但主动关节增加了执行器数量，硬质金属履带还会刮伤钢衬里镀层。
- 腿足式机器人 ：像Guan模仿尺蠖提出的双足攀爬机器人，Seo设计的具有八个脚垫和一个主动自由度的机器人。不过，腿足式运动的离散步态会降低速度。
- 轮式机器人 ：不超过三个轮子的轮式机器人能保证每个轮子与表面接触，但更多轮子意味着更强的吸附力和更大的驱动力。考虑到大多数表面的不平整性，需要自适应悬架或柔顺机构，如Eto开发的被动摇臂悬架和球形轮，Guo提出的电磁驱动柔顺梁机器人。综合来看，带被动悬架的轮式机器人是一个可行的选择，它能在不增加执行器的情况下，确保所有轮子适应墙面。
- 稳定实用的吸附方法 ：
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