我國(guó)的輸電通信鐵塔數(shù)量多且分布范圍較廣,截至2019年底已發(fā)展成為全球最大的通信鐵塔運(yùn)營(yíng)企業(yè)。但由于輸電鐵塔長(zhǎng)期處于室外環(huán)境中,受到風(fēng)吹、日曬、雷擊、暴雪等自然災(zāi)害影響頻繁,為保證鐵塔的正常運(yùn)作,對(duì)其進(jìn)行定期檢修是必須完成的工作。本文針對(duì)人工攀爬鐵塔危險(xiǎn)性高的問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種可自主攀爬220KV輸電鐵塔并完成安全防墜裝置掛拆工作的機(jī)器人。這種機(jī)器人能夠在維修工人攀爬鐵塔之前先一步登上鐵塔并完成安全防墜裝置的掛接或拆除,為工人后續(xù)攀爬鐵塔提供安全保障。輸電鐵塔攀爬機(jī)器人包括上部夾持手、下部夾持手、行進(jìn)機(jī)構(gòu)和機(jī)械臂。夾持手由夾持手爪、外展機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)組成,左右兩側(cè)夾持手爪和外展機(jī)構(gòu)根據(jù)菱形對(duì)中原理設(shè)計(jì)。這種對(duì)稱(chēng)式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅可以使夾持手爪與角鋼穩(wěn)定接觸,而且對(duì)稱(chēng)設(shè)置的外展機(jī)構(gòu)還具有躲避角鋼障礙的功能。頂出機(jī)構(gòu)的作用是保證機(jī)器人攀爬過(guò)程中機(jī)身始終與主材角鋼平行,避免因機(jī)身傾斜影響機(jī)器人的攀爬與越障精度。行進(jìn)機(jī)構(gòu)的伸縮可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿主材角鋼進(jìn)行移動(dòng),直線(xiàn)式的行進(jìn)機(jī)構(gòu)可以大大提高機(jī)器人的移動(dòng)效率。當(dāng)機(jī)器人攀爬至制定工作位置（一般為橫擔(dān)）,通過(guò)控制機(jī)械臂的各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)完成防墜裝置的掛接或拆除任務(wù)... 

【文章來(lái)源】：山東建筑大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

四足機(jī)器人NINJA

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-在對(duì)機(jī)器人的研發(fā)和重視程度來(lái)講，一些歐美國(guó)家和日本等國(guó)一直以他們先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)跑世界�，F(xiàn)在，德國(guó)和日本等一些國(guó)家不僅專(zhuān)注于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，而且對(duì)其他相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)機(jī)器人的研發(fā)資金和人力注入也逐漸增加，以美國(guó)來(lái)看，他們?cè)谲娪闷餍档耐度氡戎凳禽^多的。所以，其他一些國(guó)家的精密零件或自動(dòng)化生產(chǎn)裝備多數(shù)是從德國(guó)或日本進(jìn)口，因?yàn)檫@兩個(gè)國(guó)家的智能裝備不僅加工精度高，而且系統(tǒng)的穩(wěn)定性也很好，相比自發(fā)研制的加工器械，機(jī)械故障率也相對(duì)較低，具有較高的性?xún)r(jià)比[4]。如今，德國(guó)、美國(guó)和日本在機(jī)器人領(lǐng)域的總產(chǎn)值占世界的80%多，由此可以看出他們對(duì)世界機(jī)器人發(fā)展的貢獻(xiàn)是相當(dāng)大。由于機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，各大公司開(kāi)始引進(jìn)機(jī)器人設(shè)備來(lái)代替部分崗位的工人或輔助工人完成生產(chǎn)任務(wù)，這一流行趨勢(shì)也得到了一些公司的關(guān)注，有一部分公司開(kāi)始專(zhuān)業(yè)研制機(jī)器人，這也就誕生了現(xiàn)在的德國(guó)Kuka，瑞士的ABB，日本的Yaskawa和Fanuc等[5]。自1970年以來(lái)，一些類(lèi)似于爬桁架或者攀爬圓形柱體的機(jī)器人開(kāi)始出現(xiàn)雛形，隨著攀爬管道機(jī)器人的應(yīng)用，對(duì)該類(lèi)機(jī)器人的研制工作也受到了各國(guó)研究者的重視，法國(guó)科學(xué)家是最早開(kāi)始研制管道內(nèi)壁攀爬機(jī)器人的研究者，并在當(dāng)時(shí)最早提出管道內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)模型[6]。圖1.1四足機(jī)器人NINJA圖1.2ROMA爬桿機(jī)器人NINJA移動(dòng)機(jī)器人是由SigeoHirose與其科研團(tuán)隊(duì)一起研發(fā)的，與之前的移動(dòng)機(jī)器人

右黃鷓蟹⑸杓頻囊豢罨?魅耍?飪罨?魅酥饕?美磁逝?空間桁架[9]，其結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。Shady3D整體小巧輕便，在機(jī)身兩端各設(shè)置有一個(gè)抓持手爪，抓持手爪與機(jī)身連接件之間有一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，機(jī)身中間也有一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，這些旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的主要作用是用來(lái)變換機(jī)器人的形態(tài)以改變夾持位置，以適應(yīng)桁架結(jié)構(gòu)的變化。在抓持手爪等位置還安裝有檢測(cè)元件，可保證機(jī)器人有效的抓持桁架并完成姿態(tài)的變換。但是這款機(jī)器人由于整體較小，所以承載能力較低，二次開(kāi)發(fā)的可能性受到一定限制，而且手爪對(duì)桁架的尺寸和形狀要求較高，不具有適用性。圖1.3Shady3D攀爬桁架機(jī)器人美國(guó)波士頓動(dòng)力公司開(kāi)發(fā)研制的一款攀爬機(jī)器人Rise。如圖1.4所示，它采用仿生學(xué)的原理，設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于蜥蜴在樹(shù)干、墻壁等結(jié)構(gòu)上依附和行走的姿態(tài)。Rise在樹(shù)干、墻壁或其他物體上穩(wěn)定攀爬是依靠其手爪與被攀爬物體之間的摩擦力，手爪的穩(wěn)固抓持配合機(jī)身的位姿改變來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)，它的尾巴可以始終貼附在被攀爬物體上，起到一個(gè)輔助


本文編號(hào)：3332991