飞行吸附机器人的静电吸附单元优化设计研究

静电吸附作为一种新型吸附原理,具有低噪声、低功耗等优势,在三维空间移动机器人如爬壁机器人、飞行吸附机器人中潜在应用价值显著。实验对比研究了不同电极类型、不同填充绝缘材料及厚度等对于吸附力性能的影响规律,优化选择了梳状电极类型和PVC填充绝缘材料。理论分析和实验研究了电极几何结构对于吸附力的影响规律,针对影响梳状电极吸附力的关键因素,分别进行了比较,以确定最优的几何结构。对设计的静电吸附板分别在不同壁面下开展了吸附力性能测试,验证了静电吸附优化设计的有效性以及在飞行吸附等机器人应用上的可行性。

基于ZigBee技术的飞行吸附机器人无线监控系统

针对飞行吸附机器人在飞行过程中需要人工控制以及参数监测,采用ZigBee无线传输技术开发了一套监控系统。介绍了飞行吸附机器人基本概念,对飞行吸附机器人系统分别进行基于CC2530芯片的硬件设计和软件设计,通过实验验证了系统的有效性和可靠性。实验结果表明,设计开发的系统软硬件运行正常,组网和传输性能良好,有较好的应用价值。

飞行吸附机器人状态切换控制研究

针对普通飞行器都存在工作时间短的问题,设计了一种具有飞行和吸附功能的两栖机器人。针对两栖机器人在吸附到飞行的状态的切换过程中会因重力加速度的作用迅速坠落,而导致损坏,对飞行器从吸附到飞行的状态切换控制进行研究。首先建立飞行吸附机器人的动力学模型和吸附系统的泄漏模型,进而分析切换控制的条件。然后通过利用PID控制和优化控制进行对比与仿真,结果表明,PID控制对速度上的控制有很好的效果,而优化控制比简单的PID控制能更好地平衡最大位移与时间的关系。