33、多功能机器人设计与性能预测研究

多功能机器人设计与性能预测研究

快速爬树机器人设计

研究背景与需求

在许多场景下，需要在不使用起重机或梯子的情况下攀爬树木。例如，遗传学家和森林管理者在丛林中收集野生树木的种子和叶片样本，以及收获水果或天然蜂蜜的蜂巢等。然而，树木上的树枝限制了机器人的使用，因为简单的攀爬机制难以应对树枝的阻碍。

现有爬树机器人比较

为设计新型爬树机器人，研究人员选取了五种具有代表性的爬树机器人进行比较，具体参数如下表所示：
| 爬树机器人 | 攀爬方法类型 | 抓握方法类型 | 最大攀爬速度 (m/s) | 机器人总重量 (kg) | 执行器数量 | 自由度 |
| — | — | — | — | — | — | — |
| RiSE | 六足 | 湿粘附 | 0.25 | 数据未提供 | 12 | 12 |
| Treebot | 树栖和尺蠖式 | 爪子抓握 | (3.73×10^{-3}) | 0.65 | 5 | 5 |
| Unified Snake | 轮关节旋转 | 互锁 | 数据未提供 | 2.9 | 16 | 16 |
| 轮式 | 轮式 | 互锁 | 0.32 | 1.2 | 2 | 2 |
| W-Climbot | 树栖和尺蠖式 | 爪子抓握 | (3.67×10^{-2}) | 数据未提供 | 5 | 5 |

从这些机器人的设计中可以看出，每种机械设计都有其优缺点，需要在设计新机器人时平衡各种参数，以实现高机动性、高鲁棒性、低复杂性、高适应性、小尺寸和高速度的目标。

新型爬树机器人设计

攀爬方法选择