题目：基于振动吸附原理的爬壁机器人研制

随着爬壁机器人技术的发展，各种爬壁机器人不断涌现。爬壁机器人的研究方向朝着原理多样化、体积小型化、重量轻型化方向发展，当前的各种爬壁机器人的应用具有一定的局限性，存在着能耗高、装置复杂、噪声大等缺点，不能够满足某些应用环境的需要。本文以国内外现有的爬壁机器人研究成果为基础，对新型爬壁机器吸附方式进行了理论和应用研究。主要研究工作如下：第一、创新性的对吸盘振动产生吸附这一假想进行研究。建立了单吸盘振动吸附的数学模型。模型描述了两种关系，一是振动吸盘腔内气压与振动频率和振动幅度的关系；二是振动吸盘所能提供的拉力、摩擦力即吸盘的力学特性与振动频率和振动幅度之间的关系。第二、为了验证振动吸附理论，设计了两种实验机构。一是振动吸盘腔内气压测试实验机构，该机构用于验证单吸盘振动模型中的第一个关系；二是曲轴吸盘机构，该机构用于验证单吸盘振动模型的第二个关系。通过实验结果对振动吸附理论进行了验证，即由实验证明了通过吸盘的振动可以达到吸附的目的。并且对应用振动原理进行设计的初步方法和原则进行说明。第三、基于振动吸附理论，设计了一种振动吸附模块。该模块体积小、重量轻，可用于多种场合。第四、将振动吸附原理应用于爬壁机器人。根据振动吸附原理，选择了爬壁机器人的振动实现形式，进行了机械结构设计，解决了机器人研制过程中出现的各种问题，最终制出样机一台。对样机进行的实验证明了振动理论应用于爬壁机器人的可行性以及该理论广泛的应用前景。