攀爬机器人研究现状.doc

攀爬机器人研究现状*张子健(北京航空航天大学机械学院北京100191)摘要:近年来随着城市发展,高空领域的作业任务不断增加,攀爬机器人的应用前景得到广泛关注,各国学者都对此进行了相关研究提出方案并研制样机。本文首先综述了国内外攀爬机器人的研究现状,分类介绍了几种有代表性的攀爬机器人的研究成果,总结了其中存在的主要问题。关键词:攀爬机器人;攀爬机构;夹持机构中图分类号:TP312ClimbingRobotResearchStatusZHANGZiJian(BeihanguniversityinstituteofmachineryBeijing100191)Abstract:Inrecentyears,withthedevelopmentofcity,homeworktasksinthefieldofhighaltitudeincreasing,theapplicationprospectofclimbingrobotwidelyattention,,classification,thispaperintroducesseveralkindsofrepresentativeclimbingrobotresearch,:Climbingrobot;Climbingagencies;Holdingmechanism0前言随着现代社会的发展,人们在高空进行作业的情况也越来越多,如果实采摘、路灯更换、管道检修、军事侦察等。在高空作业时,工作人员的劳动强度大、危险程度高,其人身安全难以得到可靠的保证,同时劳动效率也不高[1-5]。因此,攀爬机器人近些年逐渐成为国内外机器人领域的研究热点。在城市中,有大量的安装及维修等工作需要爬杆作业。对于较粗的杆件,人工攀爬和工程车作业都比较方便,但是对于一些直径较细,强度较小的杆件比如路灯杆等,人工攀爬较为困难。应用带升降机的工程车进行作业,作业成本较高,而且对于狭窄的胡同,工程车难以进入,造成作业困难,因此爬杆机器人的研制是市政工程研究的热点。由此,本文综述了国内外攀爬机器人的研究现状,分类介绍了几种典型的攀爬机器人的研究成果,总结了存在的主要问题。1攀爬机器人研究现状攀爬机器人与一般在地面上移动的机构有着很大的不同,从水平爬行“跃迁”到竖直方向爬行,首先要克服重力的作用,而其与垂直壁面的爬行又有着较大的区别,不能采用吸附式或粘性物质提供抓紧力,只能依靠柱杆的表面提供升力[8]。攀爬机器人主要由攀爬机构和夹持机构组成,攀爬机构很大程度上决定了攀爬机器人的运动速度和承载能力,夹持机构则影响攀爬机器人的运动范围。多年来,学者们投入了大量的精力进行了研究探索,根据各自的研究目的和实际条件,得出了以下几种比较有代表性的攀爬机器人。本文依据攀爬机器人的工作方式,将其划分为3大类:连续运动式攀爬机器人、步进