随着社会发展和科技进步,人类对自然界的改造及探测越来越宽广,机器人技术也越来越成熟。爬壁机器人作为特种机器人的一种,最为基本的功能是稳定吸附和灵活移动。目前,空气环境中的爬壁机器人吸附技术已经取得很大的进展与应用,但水下等液体环境中的爬壁机器人吸附技术受环境因素的制约主要停留于磁吸附阶段。因此,本文以空气中振动吸附理论为基础,结合自然界中常见吸附生物的吸附机理和日常生活观察实验,研究水下振动吸附技术,并对其进行相应的理论研究、结构设计和实验研究。主要研究工作如下:1.研究水下振动吸附技术。建立了单吸盘水下振动吸附数学模型,分析了吸盘水下振动吸附过程中的压强变化、能量变化,并对水下振动吸附过程中的各种影响因素进行了初步探讨。2.搭建振动吸附实验平台。通过多次单吸盘的振动吸附实验,验证水下振动吸附理论,定性分析各个影响因素与水下振动吸附力大小的关系。3.设计一种水下振动吸附模块。详细介绍了模块吸附系统、振动系统、松脱系统以及控制系统的设计。模块体积小、重量轻、吸附性能好,可推广用于水下吸附作业的多种机械设备上。4.验证水下振动吸附模块性能。初步分析了模块的失效模式,通过实验实测的数据判定模块的吸附性能,验证了水下振动吸附模块的稳定性及其应用于水下爬壁机器人的可行性。