針對(duì)目前輸電線路巡檢機(jī)器人作業(yè)空間小、越障能力差的問題,通過觀察與分析尺蠖運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),結(jié)合仿生學(xué)原理,提出了一種仿尺蠖運(yùn)動(dòng)的輸電線路巡檢機(jī)器人。運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法及虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)器人蠕動(dòng)式越障運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行仿真與分析,仿真結(jié)果表明,機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,具有較大作業(yè)空間,能以蠕動(dòng)式運(yùn)動(dòng)方式跨越線路上引流線等復(fù)雜障礙。研制機(jī)器人樣機(jī)并置于模擬線路環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,機(jī)器人越障過程中重心波動(dòng)平穩(wěn),越障性能穩(wěn)定可靠。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(19)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

尺蠖運(yùn)動(dòng)示意圖

式(1)中:LAB、LOA、LOB分別表示點(diǎn)A與B、O與A、O與B之間的距離。行走臂末端為行走輪機(jī)構(gòu),可完成機(jī)器人行駛動(dòng)作及行走輪開合動(dòng)作。行走輪下部為中空腔體結(jié)構(gòu),機(jī)器人在低速狀態(tài)下,可直接穿越防振錘障礙。除防振錘障礙外,針對(duì)線路上其他障礙,機(jī)器人均需以尺蠖式(蠕動(dòng)式)運(yùn)動(dòng)方式完成兩行走臂的交替越障,機(jī)器人前行走臂越障動(dòng)作序列如圖3所示。①機(jī)器人停止在障礙前方,中臂滑移至導(dǎo)軌前端后伸出抓取線路,如圖3(a)所示,此時(shí)中臂的滑移動(dòng)作相當(dāng)于尺蠖的軀干收縮動(dòng)作,機(jī)器人在中臂、后行走臂及箱體的作用下保持平衡;②前行走臂脫離線路并探尋障礙物另一側(cè)合適的抓附點(diǎn),如圖3(b)所示,此時(shí)中臂底部的滑移機(jī)構(gòu)與后行走輪相當(dāng)于尺蠖身體中部的軀干部分,起推進(jìn)作用;③在推進(jìn)作用下巡檢機(jī)器人前行走臂向前移動(dòng)h距離,待前行走臂越過障礙物并找到合適的抓附位置A3后重新抓附線路,如圖3(c)所示,后行走臂越障序列與前行走臂越障序列類似。

除防振錘障礙外,針對(duì)線路上其他障礙,機(jī)器人均需以尺蠖式(蠕動(dòng)式)運(yùn)動(dòng)方式完成兩行走臂的交替越障,機(jī)器人前行走臂越障動(dòng)作序列如圖3所示。①機(jī)器人停止在障礙前方,中臂滑移至導(dǎo)軌前端后伸出抓取線路,如圖3(a)所示,此時(shí)中臂的滑移動(dòng)作相當(dāng)于尺蠖的軀干收縮動(dòng)作,機(jī)器人在中臂、后行走臂及箱體的作用下保持平衡;②前行走臂脫離線路并探尋障礙物另一側(cè)合適的抓附點(diǎn),如圖3(b)所示,此時(shí)中臂底部的滑移機(jī)構(gòu)與后行走輪相當(dāng)于尺蠖身體中部的軀干部分,起推進(jìn)作用;③在推進(jìn)作用下巡檢機(jī)器人前行走臂向前移動(dòng)h距離,待前行走臂越過障礙物并找到合適的抓附位置A3后重新抓附線路,如圖3(c)所示,后行走臂越障序列與前行走臂越障序列類似。通過分析機(jī)器人蠕動(dòng)式運(yùn)動(dòng)序列可以發(fā)現(xiàn),在機(jī)器人前臂不外擺的情況下,機(jī)器人單次運(yùn)動(dòng)距離最大為從A1位置到A3位置,即中臂相對(duì)機(jī)器人本體的位置從C1到C2,即A1A3=C1C2=h,h和巡檢機(jī)器人前后行走臂之間的距離有關(guān),h的大小決定著機(jī)器人在手臂不外擺的情況下,機(jī)器人可通過的最大障礙尺寸。

【參考文獻(xiàn)】：
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