新輪式爬纜機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
摘要---這篇論文上提出了一種新的輪式爬纜機(jī)器人，它能沿著斜拉橋那垂直的圓柱形電纜向上攀爬。這篇論文中設(shè)計(jì)的機(jī)器人由兩個(gè)等距的模型組成，它們由連接線相連組成一個(gè)六角形的身體從而扣在電纜上。另一個(gè)改善是那重新設(shè)計(jì)的電路，它被用來(lái)限制爬纜機(jī)器人沿著電纜向下滑期間的下降速度。為了電力出問(wèn)題時(shí)能安全著陸，當(dāng)爬纜機(jī)器人向下滑時(shí)一個(gè)有著滑動(dòng)器曲柄機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)閘板被用來(lái)平衡重力。根據(jù)現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)，擔(dān)負(fù)著3.5kg，那個(gè)機(jī)器人可以爬上一根直徑65mm到205mm的電纜。它的降落控制系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)上實(shí)驗(yàn)過(guò)，一個(gè)單獨(dú)的數(shù)學(xué)模型也被分析過(guò)了。一些在真正電纜上進(jìn)行過(guò)的爬行實(shí)驗(yàn)顯示了這個(gè)建議機(jī)器人的能力。
索引詞---斜張橋、攀登機(jī)器人、滑動(dòng)器曲柄機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)閘板
I.介紹
攀爬機(jī)器人在工業(yè)和危險(xiǎn)環(huán)境下有多種多樣的用途：對(duì)高煙囪的檢查，對(duì)核電站垂直和傾斜電纜的檢查，對(duì)高電壓輸電塔電線的檢查，所有這些都是它用途的典型實(shí)例。此外，還有一些新的其他的重任要這種機(jī)器人解決，例如，到一座斜拉橋上去檢查纜繩。
纜繩是一座斜拉橋承重的重要組成部分。在美國(guó)，一些斜拉橋顯示出纜繩損害的主要原因是由風(fēng)引起的拉索振動(dòng)和拉索的腐蝕。它已經(jīng)引起美國(guó)公眾的關(guān)心，一系列的檢查和保密監(jiān)聽項(xiàng)目已經(jīng)開始。所以，設(shè)計(jì)者不但要用傳統(tǒng)移動(dòng)式遙控裝置設(shè)計(jì)它的運(yùn)動(dòng)方法，而且要粘住纜繩。這里已經(jīng)有幾種粘著方法：
（1）通過(guò)電磁體或永久磁鐵的磁性機(jī)構(gòu)爬上含鐵的表面 [4]。
（2）采用負(fù)壓吸附技術(shù)粘在墻壁上[5] [6]。
（3）安裝在建筑物橫梁，欄桿，管道上的抓爪或機(jī)械臂機(jī)構(gòu)。
按照粘著方式，攀爬機(jī)器人可以區(qū)分為三個(gè)主要分類：