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］

图44 韩国科学技术院土木与环境工程系新型爬壁无人机［62］

Fig.44 New wall-climbing robot of Department of Civil and Environmental Engineering，KAIST［62］

图45 冈山大学自然科学技术研究生院爬壁无人机［63］

Fig.45 Wall-climbing robot of Graduate School of Natural Science and Technology，Okayama University［63］

吕勒奥理工大学Andrikopoulos 等［64］设计了一种电动涵道式吸附机构并为分析与靶面负压和推力产生有关的粘着性质提供了新见解，结构如图46 所示［64］，该机构可装配到无人机或者机器人上实现吸附爬壁功能。日本爱媛大学理工科研究生院Yasunaga 等［65］设计了一款新型多旋翼无人机，机身上安装了防护框架和两个主动轮，结构如图47［65］所示，试验证明该无人机可在空中飞行、吸附，并在天花板上爬行。韩国科学技术院城市机器人试验室Myeong 等［66］设计了一种可改变旋翼倾转角度的四旋翼无人机，结构如图48 所示［66］，借助团队提出的通过低速改变姿态在垂直表面上栖息机理和控制算法，实现了无人机在垂直壁面软栖息。

图46 吕勒奥理工大学爬壁无人机［64］

Fig.46 Wall-climbing robot of Lulea University of Technology［64］

图47 日本爱媛大学理工科研究生院爬壁无人机［65］

Fig.47 Wall-climbing robot of Graduate School of Science and Engineering，Ehime University［65］

图48 韩国科学技术院城市机器人试验室爬壁无人机［66］

Fig.48 Wall-climbing robot of Urban Robotics Laboratory， KAIST［66］

东南大学江苏省工程力学重点试验室Jiang等［67］研究了一种可实时进行裂纹监测的爬壁无人机，该无人机搭配6 个爬壁轮和2 个竖直方向的旋翼，进而实现垂直壁面和天花板的爬行，结构如图49 所示［67］。伊拉克巴格达工业大学机械工程系Mahmood 等［68］提出了一种双旋翼爬壁无人机，结构如图50 所示［68］，表明该无人机可在不同类型表面栖息和爬行。内盖夫本古里安大学机械工程系David 等［69］设计了一种混合飞行与爬行的无人机，搭配的4 个爬壁驱动轮在旋翼对壁面产生压力的同时进行爬行，结构如图51 所示［69］，试验证明该无人机可在倾斜或垂直表明爬行。

图49 东南大学江苏省工程力学重点试验室爬壁无人机［67］

Fig.49 Wall-climbing robot of Jiangsu Key Laboratory of Engineering Mechanics，Southeast University［67］

图50 伊拉克巴格达工业大学机械工程系爬壁无人机［68］

Fig.50 Wall-climbing robot of Department of Mechanical Engineering，University of Technology，Baghdad［68］

图51 内盖夫本古里安大学机械工程系爬壁无人机［69］

Fig.51 Wall-climbing robot of Department of Mechanical Engineering at the Ben Gurion University of the Negev［69］

日本冈山大学自然科学技术研究生院Komura 等［70］设计了一种可倾斜的双轴四旋翼无人机，结构如图52 所示［70］，通过改变旋翼与壁面的倾斜角使无人机吸附到壁面上实现爬行。韩国科学技术院电气工程学院Lee 等［71-72］设计了一种带有倾斜机构的三轴六旋翼无人机，结构如图53所示［71-72］，该无人机可在悬停时在空中变形，将水平飞行改为垂直飞行，进而实现在壁面栖息和爬行。纽约大学坦登工程学院Mao 等［73］设计了一种可以在倾斜表面上自主栖息的四旋翼无人机，结构如图54 所示［73］，试验表明该无人机可以在倾斜表面进行激进的栖息。

图52 日本冈山大学自然科学技术研究生院爬壁无人机［70］

Fig.52 Wall-climbing robot of Graduate School of Natural Science and Technology，Okayama University［70］

图53 韩国科学技术院电气工程学院爬壁无人机［71-72］

Fig.53 Wall-climbing robot of School of Electrical Engineering， KAIST［71-72］

图54 纽约大学坦登工程学院爬壁无人机［73］

Fig.54 Wall-climbing robot of Tandon School of Engineering，New York University［73］

2. 6 粘胶、电磁式栖息机构

粘胶、电磁式栖息是借助粘胶垫的粘附力或者电磁铁产生的电磁力吸附到目标物体上，使无人机完成栖息。美国空军学院工程力学系Anderson 等［74］设计了一种带粘贴垫的固定翼无人机，结构如图55［74］所示，无人机可通过粘贴垫吸附到目标物体上使无人机完成栖息，延长了续航时间可进行长时间的监测。瑞士联邦理工学院智能系统试验室Daler 等［75］提出了一种共轴双旋翼无人机，结构如图56 所示［75］，该无人机包含1 个带有纤维基干胶粘剂的粘贴垫和被动自动对准系统，试验证明该无人机可成功栖息。斯坦福大学机械工程专业Pope 等［76-77］设计了一种带有干胶垫的多旋翼无人机，结构如图57 所示［76-77］，可通过干胶垫的粘附力在垂直壁面或倾斜表面上栖息。

图55 美国空军学院工程力学系粘胶式无人机［74］

Fig.55 Sticky-Pad plane of Deptment of Engineering Mechanics，United States Air Force Academy［74］

图56 瑞士联邦理工学院智能系统试验室粘胶式无人机［75］

Fig.56 Sticky-pad plane of Laboratory of Intelligent Systems，Swiss Federal Polytechnic in Lausanne［75］

图57 斯坦福大学机械工程专业粘胶式无人机［76-77］

Fig.57 Sticky-pad plane of Mechanical Engineering School， Stanford University［76-77］

伊利诺伊理工学院机械、材料与航空航天工程系Kalantari 等［78］介绍了一种带有新型干胶夹持器的四旋翼无人机，结构如图58 所示［78］，无人机通过夹持器上的干胶粘贴在壁面上，试验表明无人机的栖息机动成功率可达93%以上。山东科技大学电子通信与物理学院Guo 等［79］设计了一种带有仿生干胶的爬壁侦擦无人机，干胶抓持器如图59 所示［79］，试验表明该无人机完全可以实现对粗糙混凝土墙壁吸附栖息。

图58 伊利诺伊理工学院机械、材料与航空航天工程系粘胶式无人机［78］

Fig.58 Sticky-pad plane of Mechanical，Materials，and Aerospace Engineering Department，Illinois Institute of Technology［78］

图59 山东科技大学电子通信与物理学院粘胶式无人机［79］

Fig.59 Sticky-pad plane of College of Electronic Communication and Physics，Shandong University of Science and Technology［79］

广东工业大学蒋俊高［80］提出了一种基于四旋翼无人机的仿生壁面自动起降系统，无人机结构如图60 所示［80］，其通过脚部的微型强磁吸附到壁面进行栖息，试验结果表明无人机可在垂直壁面和倾斜表面实现栖息和起飞。斯坦福大学电气工程系Park 等［81］提出了一种用于电胶粘合的特定应用电子电力解决方案，通过产生的静电力来吸附栖息，结论表明四旋翼无人机的无绳索电粘剂栖息试验结果是首次得到验证并在文献中进行发表，结构如图61 所示［81］。哈佛大学Graule等［82］介绍了一种可切换的电粘合剂，该粘合剂几乎可以在任何材料上实现受控的栖息与分离，同时所需的功率比维持飞行低大约3 个数量级，结构如图62 所示［82］。