电缆除冰机器人行走机构设计文献综述

 2022-09-15 04:09

文献综述(或调研报告):

关于电缆爬升机器人,国内外有许多研究人员都进行过这个方向上的探索,本文将就有限的资料,阐述其工作原理。

爬电缆与爬管机器人大体上是在进行同一个动作,即机器人的爬升机构与管线进行接合,爬升机构及其驱动方式有许多种类,但是本质上都是利用驱动机构产生驱动力从而克服机器人自身向下运动的趋势,它主要表现为对管线表面产生的摩擦力。

图1、图2、图3为典型的轮式驱动爬升平面示意图[1],图1当管线为垂直于地面时,爬升装置需要依靠一个来自外部的作用力N,使得其能贴附于管线表面,车轮与管线表面产生摩擦,摩擦力产生驱动力Q使机器人向上攀爬,上侧的主动轮产生扭矩,在机构上会产生一个与其方向相反的转矩,从而使得机构无法离开管线表面。图2为管线为水平方向的管件,当车轮与管面相接触,通过车轮表面的突起增大摩擦,从而使得驱动力增加。图3为复合钢缆上的车轮受力示意图,因为大桥用的钢缆是由若干股缆线拧成的,所以除了轴向受力之外,还有一个垂直于缆线拧合方向的力。

图1 垂直方向 图2 水平方向

图3 水平方向

图4中为使用履带替换车轮,当使用履带时,缆线与履带有多个点接触,使得驱动的合力更大,这样的话由于单个点的受力变小。履带表面磨损会有显著降低。[1]而且,由于履带式爬升的接触面较大,机构振动会得到一定控制,有益于降噪。

图4 履带水平方向

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