清洁爬壁机器人在移动结构等技术方面与壁面移动机器人相似。因此，壁面移动机器人的发展对清洁爬壁机器人的研究来说有重要意义 [8]。

1 在国外的发展概况

在1966年，日本的西亮讲师就利用风机产生的负压吸附原理研制出了壁面移动机器人 [9]。1975年西亮讲师制作了第二号单吸盘结构的样机，其以实用为目标，与一号机的原理相同，它采用的是单个大吸盘结构，如图1.1所示。

Lin Guo等人设计了电磁吸附足式爬壁机器人[10]。机器人的行走机构是两只脚，每一只脚上各装配有三个吸盘，其行走机构是一个交叉三角形的结构，该结构保证了各脚上的吸盘组吸附力的合力作用于其机体中心。吸盘安装了气缸以实现直线运动，当一只脚的吸盘组断电时，气缸收缩，使得该脚脱离壁面。如图1.2所示。48012

图1.1 第二号机器人   图1.2 Lin Guo的爬壁机器人

到了20世纪80年代中期，很多种类型的清洁机器人接连出现并且初步地得到了应用[11]。日本BISOH公司制造了台擦窗机器人用来清洗国际会议中心。如图1.3所示，该机器人必须在楼顶安装吊装装置，配备垂直方向的轨道，因此在运用上不方便。

图1.3 BISOH公司的壁面移动机器人

利用模块化设计方法，德国的一家研究所IPA设计了一个系列的玻璃幕墙清洁机器人。该系列通过安装在楼顶的提升机构实现由下至上的清洗动作，并且设计有可调整姿态及越障功能的框架式移动模块。IPA的清洁机器人如图1.4所示。

SkyBot公司研制出了一台采用真空吸附、双缆绳悬挂方式的清洗机器人。它的清洗模块与本体机构为一个整体，每小时能清洗1000 的壁面。图1.5为该机器人。

 IPA的清洗机器人 SkyBot公司的清洗机器人

2 在国内的发展概况

九十年代后，国内也开始研究壁面移动机器人。

哈尔滨工业大学开发的一种机器人能用于壁面的检测清洗[12]。该机器人利用履带式永磁吸附方式吸附，安全可靠。机器人有抗倾覆机构，后端有导向轮，利用杠杠原理来实现安全越障，车身安装3对导向板以防走偏，采用遥控方式远程操纵。该机器人能负载40公斤，最快行走速度为9m/min。结构如图1.6所示。

 哈工大爬壁机器人

上海交通大学开发的爬壁式容积检测机器人采用稀土永磁吸盘的吸附方式，履带式的移动方式[13]。其本体重量为12.6kg论文网，可负载重量16kg，可以适应台阶8～10mm，其曲面曲率半径小于8m，速度可达2～4m/s，如图1.7所示。

合肥通用机械研究所设计了用于除锈的爬壁机器人。该机器人采用磁吸附、链传动方式驱动完成除锈作业，如图1.8所示。

爬壁式机器人  除锈机器人

从20世纪90年代初开始，哈尔滨工业大学就做了大量的研究开发工作，研制出了清洁玻璃壁面的清洁爬壁机器人[14][15][16][17][18]，并且做出了CLR-1和CLR-2两种型号的样机，如图1.9、图1.10所示。这些机器人主要由三个部分组成：吸附装置、驱动装置、清洗装置。吸附装置利用风机产生负压，单吸盘吸附。该机器人的吸盘结构经过特别设计以适应凹凸不平的壁面。充气空气弹簧作为吸盘与壁面间的接触部分，以提高密封圈对型壁面的适应能力，通过作用在壁面上的调节弹簧来实现与壁面之间的接触压力，这样也能提高气垫对型壁面的适应能力。该机器人的轮式移动机构速度可达1～8m/min，清洗效率高，但无越障能力。