图35 上海交通大学机械与工程学院负压吸盘［49-50］

Fig.35 Vacuum cup of School of Mechanical and Engineering，Shanghai Jiao Tong University ［49-50］

图36 东京工业大学系统与控制工程系负压吸盘［51］

Fig.36 Vacuum cup of Department of Systems and Control Engineering，Tokyo Institute of Technology［51］

2. 5 螺旋桨式栖息机构

螺旋桨式栖息主要是指带有爬壁轮的多旋翼无人机栖息，该类无人机通过旋翼产生的吸附力来吸附到各种壁面上，再通过其搭配的爬壁轮进 行壁面爬 行。Mathmood 等［52］综 述了螺旋 桨式爬壁机器人暨爬壁无人机的相关原理、特点和发展趋势，指出爬壁无人机受壁面性质影响较小，可在许多类型的垂直平面吸附栖息爬行，如光滑、粗糙和铁磁性或非光滑表面。北京航空航天大学机械工程与自动化学院机器人研究所Ding 等［53-54］介绍了一种能爬墙和用臂操作的无人机，无人机通过2 个腿轮机构来实现轮爬壁和腿爬壁2 种模式，结构如图37 所示［53-54］。韩国科学技术研究院Shin 等［55］提出了一种可用于建筑结构监测的爬壁无人机，通过无人机在壁面爬行来对建筑进行监测，试验验证了该无人机可在壁面爬行及空中飞行，结构如图38 所示［55］。韩国科学技术院土木与环境工程系Myeong 等［56-57］设计了一种带有栖息机构的爬壁无人机，结构如图39所示［56-57］，该无人机可通过姿态变化和栖息机构在目标物体上栖息、爬行。

图37 北京航空航天大学机械工程与自动化学院机器人研究所爬壁无人机［53-54］

Fig.37 Wall-climbing robot of School of Mechanical Engineering and Automation，Beihang University ［53-54］

图38 韩国科学技术研究院Shin 等爬壁无人机［55］

Fig.38 Wall-climbing robot of Shin， et al. of Korea Advanced Institute of Science and Technology（KAIST）［55］

图39 韩国科学技术院土木与环境工程系爬壁无人机［56-57］

Fig.39 Wall-climbing robot of Department of Civil and Environmental Engineering，KAIST［56-57］

日本富士通有限公司Yamada 等［58］介绍了一种可用于桥梁检测的爬壁无人机，该无人机带有1 个圆柱形笼子和2 个围绕笼子自由旋转的无辐条轮子，结构如图40 所示［58］，该无人机可检查人难以进入桥梁表面的地方。日本国立理工学院Iwamoto 等［59］设计了一种可用来检测隧道的爬壁无人机，该无人机配备了一套橡胶履带可使无人机在壁面爬行，结构如图41 所示［59］。韩国科学技术院Jung 等［60］提出了一种可用于风力发电机桨叶检测的爬壁无人机，无人机借助4 个轮子可在桨叶表面粘贴吸附和爬行，结构如图42［60］所示。

图40 日本富士通有限公司爬壁无人机［58］

Fig.40 Wall-climbing robot of Fujitsu Limited［58］

图41 日本国立理工学院爬壁无人机［59］

Fig.41 Wall-climbing robot of National Institute of Technology，Ariake College［59］

图42 韩国科学技术院Jung 等爬壁无人机［60］

Fig.42 Wall-climbing robot of Jung， et al. of Korea Advanced Institute of Science and Technology［60］

早稻田大学理工系Tanaka 等［61］提出了一种带有轮式结构的爬壁无人机，可实现高运动和长期运行，结构如图43 所示［61］，试验结果表明该无人机可在复杂环境中平稳爬行和飞行。韩国科学技术院土木与环境工程系Myeong 等［62］提出了一种带有旋转臂的新型爬壁无人机，旋转臂的角度可根据墙体倾斜角进行控制，以实现节能，结构如图44 所示［62］，试验表明该无人机可在不同形状的墙壁上爬行。冈山大学自然科学技术研究生院Watanabe 等［63］研发了一种既能进行锤击试验又能目视检测的爬壁无人机，结构如图45 所示［63］，试验证明该无人机可完成相应的爬行并检测。

图43 早稻田大学理工系爬壁无人机［61］

Fig.43 Wall-climbing robot of Department of Science and Engineering，Waseda University［61］