我國的輸電通信鐵塔數(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營企業(yè)。但由于輸電鐵塔長期處于室外環(huán)境中,受到風吹、日曬、雷擊、暴雪等自然災害影響頻繁,為保證鐵塔的正常運作,對其進行定期檢修是必須完成的工作。本文針對人工攀爬鐵塔危險性高的問題設計了一種可自主攀爬220KV輸電鐵塔并完成安全防墜裝置掛拆工作的機器人。這種機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。輸電鐵塔攀爬機器人包括上部夾持手、下部夾持手、行進機構和機械臂。夾持手由夾持手爪、外展機構和頂出機構組成,左右兩側夾持手爪和外展機構根據(jù)菱形對中原理設計。這種對稱式的結構設計不僅可以使夾持手爪與角鋼穩(wěn)定接觸,而且對稱設置的外展機構還具有躲避角鋼障礙的功能。頂出機構的作用是保證機器人攀爬過程中機身始終與主材角鋼平行,避免因機身傾斜影響機器人的攀爬與越障精度。行進機構的伸縮可以實現(xiàn)機器人沿主材角鋼進行移動,直線式的行進機構可以大大提高機器人的移動效率。當機器人攀爬至制定工作位置（一般為橫擔）,通過控制機械臂的各關節(jié)運動完成防墜裝置的掛接或拆除任務... 

【文章來源】：山東建筑大學山東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

四足機器人NINJA

山東建筑大學碩士學位論文-3-在對機器人的研發(fā)和重視程度來講，一些歐美國家和日本等國一直以他們先進的機器人技術領跑世界�，F(xiàn)在，德國和日本等一些國家不僅專注于工業(yè)機器人領域，而且對其他相關領域內機器人的研發(fā)資金和人力注入也逐漸增加，以美國來看，他們在軍用器械的投入比值是較多的。所以，其他一些國家的精密零件或自動化生產裝備多數(shù)是從德國或日本進口，因為這兩個國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，機械故障率也相對較低，具有較高的性價比[4]。如今，德國、美國和日本在機器人領域的總產值占世界的80%多，由此可以看出他們對世界機器人發(fā)展的貢獻是相當大。由于機器人技術的飛速發(fā)展，各大公司開始引進機器人設備來代替部分崗位的工人或輔助工人完成生產任務，這一流行趨勢也得到了一些公司的關注，有一部分公司開始專業(yè)研制機器人，這也就誕生了現(xiàn)在的德國Kuka，瑞士的ABB，日本的Yaskawa和Fanuc等[5]。自1970年以來，一些類似于爬桁架或者攀爬圓形柱體的機器人開始出現(xiàn)雛形，隨著攀爬管道機器人的應用，對該類機器人的研制工作也受到了各國研究者的重視，法國科學家是最早開始研制管道內壁攀爬機器人的研究者，并在當時最早提出管道內移動機器人的結構模型[6]。圖1.1四足機器人NINJA圖1.2ROMA爬桿機器人NINJA移動機器人是由SigeoHirose與其科研團隊一起研發(fā)的，與之前的移動機器人

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]，其結構如圖1.3所示。Shady3D整體小巧輕便，在機身兩端各設置有一個抓持手爪，抓持手爪與機身連接件之間有一個旋轉關節(jié)，機身中間也有一個旋轉關節(jié)，這些旋轉關節(jié)的主要作用是用來變換機器人的形態(tài)以改變夾持位置，以適應桁架結構的變化。在抓持手爪等位置還安裝有檢測元件，可保證機器人有效的抓持桁架并完成姿態(tài)的變換。但是這款機器人由于整體較小，所以承載能力較低，二次開發(fā)的可能性受到一定限制，而且手爪對桁架的尺寸和形狀要求較高，不具有適用性。圖1.3Shady3D攀爬桁架機器人美國波士頓動力公司開發(fā)研制的一款攀爬機器人Rise。如圖1.4所示，它采用仿生學的原理，設計靈感來源于蜥蜴在樹干、墻壁等結構上依附和行走的姿態(tài)。Rise在樹干、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)固抓持配合機身的位姿改變來實現(xiàn)靈活移動，它的尾巴可以始終貼附在被攀爬物體上，起到一個輔助


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