基于UG的小型爬壁机器人的建模与仿真

刘曰，王林平

（烟台大学机电汽车工程学院，山东 烟台 264000）



基于UG的小型爬壁机器人的建模与仿真

刘曰，王林平

（烟台大学机电汽车工程学院，山东 烟台 264000）

摘 要：本爬壁机器人是仿照壁虎攀爬原理设计的，依据大壁虎的生理结构设计了爬壁机器人的理论模型。为满足机器人攀爬时对吸附力的要求，按照仿生的壁虎生物体脚掌设计爬壁机器人的脚掌，材料是用聚氨酯硅的橡胶材料。依据大壁虎运动的实体模型，规划了爬壁机器人的两类运动步态，即在地平面运动的步态（对角步态）和在天花板上运动的步态（三角步态）。为验证设计方案的可行性，利用UG软件对各种运动步态进行了运动仿真，仿真结果表明，设计方案能够完成预定的动作并且具有吸附力强的特点。

关键词：爬壁机器人；步态规划；运动仿真；UG

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.03.018

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)03-53-04

研究背景

爬壁机器人是可以在垂直壁面上工作的一类机器人，是一种能够高速运作、效率和精度非常高的自动化设施，由于其可在高空极限条件下完成作业受到人们越来越多的重视。

经过多年的发展，爬壁机器人技术已经在全球范围内有了较为广泛的应用。美国斯坦福大学研制的最新仿壁虎爬壁机器人Stickbot[1]，该爬壁机器人是有四个呈对称分布的脚掌构成，每个脚掌可通过拉线机构控制内收与外翻动作，以完成机器人足端与墙体表面的吸附和脱附。

与国外机器人发展对比，我国开始研制爬壁机器人相对较晚，我国科学家经过30多年的努力，在爬壁机器人领域已开始出现一个个惊人的成绩，尤其是90年代以后，我国在爬壁机器人技术研制方面进步非常迅速。……