江莉丽 欧阳常童 左其波 王春玲

摘要：首先详细介绍了壁虎擦玻璃机器人发展现状，然后探讨了擦玻璃机器人的工作原理及应用，最后，在前面分析的基础上进行展望。

关键词：擦玻璃机器人；壁虎

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）33-0223-02

1 壁虎擦玻璃机器人发展现状

我国的科技文化水平近些年已经大大提升，不管是从事什么职业，其中的科学技术是非常具有理论性的，我国的智能化逐步走向多元化。先进的技术带领着人们走向进步，教育、文化、经济多领域的新时代在中国创新，我们所追求的新科技，正是我们的中国梦，圆梦的开始，我们探索，我们努力奋斗，我们牺牲小我，成就大我。在一次一次的坚持下，我国的技术领先于世界，教育推动人才发展，文化带动世界交流，经济推动国家发展，而我们，作为中国人，努力奋斗，将新科技，新知识撒向祖国的怀抱，这才是我们的重任。创新科技是我们这个时代的领先，唯有创新，我们才能够不断突破自我，挑战未来。

在家庭生活中，我们经常采用抹布的手段来擦玻璃，但是我们会发现，我们用再大的力气，手伸的范围再远，我们都会用肉眼观察到，玻璃上面会吸附着细小粉尘，这是我们最头疼的问题。针对此类问题，我们设计出的擦玻璃机器人基本上都能解决，我们从实际生活中出发，对于常常出现的问题，我们有所创新。经过我们的深思熟虑，壁虎擦玻璃机器人的设计更加全面的包括了这些细节性东西，为的是实现彻底性，全面性，合理性。

2 关于擦玻璃机器人的工作原理及应用

擦玻璃机器人，我们所设计的是能够储存光能的一种新型智能家用机器人。以类似方行形，圆形为主要造型，多种不同的方式，从不同角度设计，为了方便清理家庭当中死角的地方，主要目的为人们减轻负担。擦玻璃机器人是通过自身底部的吸附功能粘贴在玻璃上并通过摩擦而达到自由移动的地步，产生的真空部分能够紧紧吸附杂质、灰尘、污垢。随着世纪化的时代变革，擦玻璃机器人的广泛使用也普遍的走入人们的生活，帮助人们处理家庭卫生清洁事宜，逐渐成为取代人工清洁的“小帮手”。通过擦玻璃机器人的智能化检查感应可以识别哪些地方的干净程度，辨别灰尘、垃圾的能力，取代人类手工，走向自动化[2]。

壁虎一词，主要来源于我们生活中常常见到附在墙壁的一种爬型动物，它的主要生活地方就是墙壁的一种爬型动物，它的主要生活地方就是墙壁。正因如此，我们所设计的壁虎擦玻璃机器人就是利用壁虎的此项特征来实现的，我们知道，壁虎是通过自己的脚爪对墙壁产生的摩擦来进行移动，壁虎的脚趾的表面结构类似于一种高分子材料，我们称之为壁虎材料[3]。该吸附可适用于很多种类的材料，例如：玻璃、墙壁和任意形状的水平表面。而壁虎腿部的功能是使得壁虎的身体和脚部的移动，我们对壁虎自身的能力来设计擦玻璃机器人达到吸附，移动的功能。

2.1 壁虎擦玻璃原理的研究

擦玻璃机器人的吸盘采用的是负压的形式，它与玻璃壁接触时会产生真空区域，密封后具有良好的效果。壁虎擦玻璃从整体上看结构是非常简单的，但是其中的理论原理也是非常复杂的。我们设计的机器人简单耐用、活动自如、能够自主识别和判断，我们认为这是一款适合现代化的使用设计。但其中存在的不足就是清洗装置的安装位置受到限制，范围小，不能够确保它的牢固性。

我们的设计虽然能够同时清洁正反两个玻璃面，但是由于这种设计对磁铁的要求相对高，并且这种机器人工作环境受限制。如果一旦受到周边的障碍物的影响，主动机和从动机就很容易受到跌落。而且这种结构对玻璃的厚度要求也是非常严谨的。安装时需要人为手工操作，使用时会不便，自然也不太安全。[4]

2.2 吸附功能在摩擦技术的应用

要实现机器人爬行的功能，吸附是核心，我们主要研究的问题是不同的吸附形式对壁面的要求有所不同，没有办法适应不同的壁面环境，所以，科學家们不断地寻找新的途径来解决这种问题。近年来，科学家们已经有了新的研究成果，有一种名字叫作干性粘合剂的吸附技术获得了科学技术的研究，科学家们在吸附功能的作用原理基础上，找到了一种和壁虎脚趾头外表特征相似的，物理特性相符的极性高分子材料，人们通过技术加工，设计出合理的吸附装置，使得此项技术的加以应用。对于适应各种材料都是没有问题的。

3 擦玻璃机器人的总结

擦玻璃机器人的应用在未来的发展一定会更进一步，虽然我们的壁虎材料还不够完备，但是从理论上分析可以得知，它利用对表面的吸附能力和摩擦，比传统化的更加经济和便捷。我们会针对其中的不足加以创新和改革，力争将我们设计的壁虎擦玻璃机器人推向世界。同时，在不断学习其他国家的先进技术，我们会更加努力修改和研究。

第，对于擦玻璃机器人附着的问题，我们展开了深层的研究。在不断总结擦玻璃机器人在附着方面的技术的层面上，我们讨论建立擦玻璃机器人附着的力学模型，进一步明确和分析附着问题。我们的问题将不再是问题，我们会把这些不利因素转变为有利因素，成功的达到我们设计的目标。

第二，对于擦玻璃机器人自动清洗的设计结构，我们采用纳米技术，在细小空间里达到清洗的功能。相对而言，我们的设计会尽量减少经济的支出，实现节省的目的，本着在力学的基础上，提出擦玻璃机器人自动爬行的理论基础。为其设计奠定了充足的技术条件。开拓的同时，追求创新。[5]

第三，结合真空吸附的特性，设计出这种机器人，协同摩擦力学达到了擦玻璃机器人自动清洗的具体技术要求，建立了机器人的自行控制结构。机器人的感应能力也是我们需要关注的重点。

我们的设计，我们的创新需要更多的肯定与支持，肩负着科学技术的使命，我们会更进一步。

参考文献：

[1] 杨文伍，何天贤，邓文礼.壁虎的动态吸附与壁虎纳米材料仿生学[J].化学进展，2009，21（4）.

[2] 戴振东，孙久荣.壁虎的运动及仿生研究进展[J].自然科手进展，2006，16（5）.

[3] 王田苗，孟促，裴葆青，等.仿壁虎机器人研究综述[J].机器人ROBOT，2007，29（3）.

[4] 王田苗，孟偲，官胜国，等.柔性杆连接的仿壁虎机器人结构设计[J].机械工程学报，2009，45（10）.

[5] 谈士力，郭成.微型爬壁机器人研究的关键技术[J].机床与液压，2005（11）.

【通联编辑：朱宝贵】