题目：基于静电吸附的爬壁机器人研制

自1973年G.A.Wardly首次提出静电吸盘以来，因为其相对于传统夹持方式所表现出来的优越性，这一吸附方式开始被广泛研究并逐步应用于半导体行业。2006年开始，静电吸附技术开始应用于爬壁机器人，基于静电吸附方式的爬壁机器人成为爬壁机器人新的分支。由于静电吸附技术在半导体行业得到了较广泛的应用，因而静电吸附技术的研究也主要是面向半导体的，缺少对各种吸附材料尤其是非导体材料的研究。另外，静电吸附技术在机器人上的应用起步较晚，研究机构较少，还不是很成熟。本课题的出发点就是研究电介质材料上的静电吸附技术，并设计制作一款基于静电吸附技术的爬壁机器人。本文的主要研究内容如下：（1）分析总结了在导体和电介质上的静电吸附机理，建立了面向电介质的静电吸附模型，并提出了静态时电介质受到的静电吸附力的计算公式。在此基础上，分析了静电吸附模型中各参数对于静电吸附力的影响，为静电吸附技术的应用提供了理论指导。同时，本文还通过实验、仿真以及与他人的实验成果对比等方式对提出的模型进行分析和验证。这些工作为静电吸附技术的应用提供了理论和实践指导。（2）鉴于目前静电吸附的爬壁机器人还只能直线行走，不能实现转弯动作的问题，对静电吸附的动态问题进行分析。首先研究了静电吸附电极板在转动时被吸附介质中空间电场的变化，然后结合电介质的极化理论和静态吸附试验中观察到的现象，提出了静电吸附电极板转动时，吸附力的计算办法。在此之后，通过实验，对所提出的理论进行分析验证。这为分析静电吸附的爬壁机器人的转弯问题分析提供了理论和实验基础。（3）设计并制作了一款基于静电吸附的爬壁机器人，并通过实验验证了静电吸附技术在爬壁机器人上的应用的可行性，同时也指出了这一技术在机器人转弯问题上的难点所在。这些工作都为以后静电吸附技术更好的应用于爬壁机器人提供了借鉴。