45、爬壁打磨机器人与军事多功能地面无人平台研究

爬壁打磨机器人与军事多功能地面无人平台研究

爬壁打磨机器人的力学分析与运动模型建立

爬壁机器人路径规划的前提是对其各阶段运动进行分析和建模。对于本研究中的爬壁机器人，实现高效、安全且打磨质量高的路径规划是必要约束。打磨机器人需在静止、空载、打磨和跨壁这四种运动状态下稳定吸附。其受力分析如下：
[
\begin{cases}
N_1 + N_2 + N_3 + N_4 + 2F_{Nr} - 2F_P = 0 \
F_{fyw} + F_f - G \cos \theta - 2F_{Nv} = ma \
(N_1 + N_2) \cdot 2L + G \cos \theta \cdot H - 2F_P \cdot L = 0 \
(N_3 + N_4) \cdot 2L + G \sin \theta \cdot H - 2F_P \cdot B = 0
\end{cases}
]
其中各参数含义如下：
|参数|含义|
| ---- | ---- |
|$N_1, N_2$|两个驱动轮的正压力|
|$N_3, N_4$|驱动轮上的压力|
|$G$|机器人的重力|
|$H$|机器人重心到墙壁的距离|
|$L$|机器人中心与前后轮的距离|
|$B$|机器人左右轮的距离|
|$F_P$|单个真空吸附单元提供的真空吸附力|
|$F_{Nr}$|弹性打磨头的正压力|
|$F_{Nr}$|速度方向的打磨力|
|$F_{Nv}$|驱动轮的摩擦力|
|$F_{fyw}$|从动轮的摩擦力|
|$\theta