文章核心观点 - 西南科技大学研究团队提出了一种采用“连续体结构”的新型翻转连续体爬壁机器人，该设计结合了刚柔结合躯干、电磁吸附和变半径翻转步态，旨在解决现有硬体与软体爬壁机器人在复杂非结构化表面适应性与承载能力方面的不足，为大型关键设备的运维提供了新解决方案[4][5][34] 技术方案与设计 - 机器人采用模仿大象鼻子的连续体结构，躯干由刚性关节模块通过万向节串联而成，分为三段，单段最大弯曲129°，整条躯干最大可弯曲387°，具备极高的灵活性[4][8][11] - 采用“分段驱动”策略，每段关节组独立控制，以解决长距离腱绳传动带来的摩擦和收缩不均问题，提升弯曲精度[13] - 吸附方式采用额定电压12V、保持力15kg的电磁铁，测试表明其在2毫米厚的Q235、35、45钢板表面均能提供足够的吸附力（垂直壁面需80N法向力、25N剪切力），确保在绝大多数工业设备表面稳定作业[14][15] 性能测试与验证 - 基础运动能力：机器人能在垂直壁面攀爬、实现最小转弯半径15厘米（0.37倍体长）的转向、完成270°夹角的跨平面翻转（躯干弯曲速度3.75°/秒）[17][20] - 负载与越障：在垂直壁面上的有效负载为520克，约为其自重（约510克）的1.02倍，并能成功翻越长12厘米、宽7.2厘米、高8.5厘米的墙面障碍物[22][24] - 复杂环境适应：能通过直径15厘米（0.37倍体长）的小圆孔，在宽度仅11厘米（0.27倍体长）的垂直窄缝中切换为“扭摆模式”移动，并能在三个相互垂直的内表面间连续运动[23][25] - 变半径翻转：可实现翻转半径的连续调节，最小翻转半径13.5厘米（0.33倍体长，平均速度3.68毫米/秒），最大翻转半径26厘米（0.63倍体长，平均速度5.2毫米/秒）[29] 多机协作能力 - 机器人支持串联与并联协作：串联后可翻越35厘米高的平台（单机无法完成），并联后可组成“双体机器人”协同搬运1.1公斤的重物，为集群作业提供了可能[27][28][31] - 与文献中其他爬壁机器人相比，该机器人（无线）在多功能运动能力（攀墙、转向、越障、过渡、穿洞）、最大过渡角（360°）、有效载荷自重比（1.02）及协作能力方面表现突出[32] 当前阶段与未来方向 - 该机器人目前处于实验室阶段，采用开环控制，通过遥控器指令操作[33] - 未来改进方向包括：提升躯干刚度以进行精细作业和增加负载，计划采用高刚度弹簧和缩短躯干长度；研究基本步态动力学以开发控制算法，解决控制精度问题；增加环境感知模块，实现非结构化环境下的自主运动[35][36][37]