论文部分内容阅读
攀爬机器人是国内外机器人领域的研究热点之一,是一种具有广泛应用前景的特种机器人。随着我国电力系统水平的不断提高,对于输电铁塔的攀爬移动机器人的研究逐渐得到专家和学者们的重视,它能够代替电力工人到铁塔的各个危险环境中去攀爬,利用携带的作业工具检测出周围环境的损坏和缺陷。本文基于国内外攀爬机器人的研究现状和发展趋势,通过分析机器人工作的攀爬环境,提出了一种三杆四足攀爬机器人,并且根据该方案对机器入主体结构进行了设计和运动学分析。本文根据输电铁塔攀爬环境对机器人的机械主体结构进行了逐步的设计和优化,基于仿生学原理,确定了一种仿尺蠖攀爬移动方案,并对该攀爬机器人根据不同攀爬环境进行了步态的规划以保证机器人对攀爬路况的适应性及在攀爬过程中的稳定性。其次根据此方案对该攀爬机器人进行了具体结构的设计,通过对其工作原理分析,确定机器人由相互串联的三个连杆及两个双轴复合转动关节和两个三轴复合转动关节组成,每个转动关节上都装有夹持器,构成三杆四足攀爬机器人,利用CATIA软件对所设计的结构进行三维建模。根据所设计的机器人结构对机器人运动过程中各个连杆的受力情况进行了分析;建立攀爬机器人的参考坐标系模型,通过齐次坐标变换求解机器人的运动学方程,最后运用MATLAB软件进行求解机器人的工作空间。