爬壁机器人设计及其吸附装置优化

中国是目前世界上海运需求总量最大的国家。随着船舶在海上活动的数量不断加大,发生海难的概率随之增加。在海难救助中,拖带救助是保证生命及财产同时获救的最有效方法之一。目前主要利用撇缆枪将引导缆由救援船舶抛射至遇险船舶实现拖带。由于撇缆枪在抛射引导缆时,常因风浪影响而偏离预定轨道,导致延误救助时机。因此提出利用海上救助机器人将爬壁机器人载运至遇险船舶,携带直径约1.8mm导引缆的爬壁机器人将沿船体爬至甲板,在遇险船舶得到导引缆绳后,通过小缆绳拖换大缆绳的方式,将粗大缆绳由救援船舶牵引至遇险船舶上实现拖带的方案。本文设计带缆爬壁机器人,主要完成了如下工作：1设计了一种体积小(270x365×160mm)重量轻(约15kg)的爬壁机器人,有利于减少风浪的影响和所搭乘的海上救助机器人的负荷。2利用静力学计算确定最小吸附力的值,并役计了一种可通过调节吸附装置与壁面之间的气隙来控制吸附力大小的吸附装置。利用ANSYS模拟计算了吸附装置的吸附力,搭建实验台测试了其实际吸附力。3采用一种固定支架结构,使爬壁机器人到达遇险船舶后,能由水平而爬行到接近垂直的船舶壁面上。4设计了具有1P65等级的防水性能,避免海水的溅入对机器人内部的电子元器件造成破坏。