四履带式全位置爬壁机器人运动特性分析.pdf

２０２４年５月机床与液压Ｍａｙ２０２４

第５２卷第９期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ５２Ｎｏ９

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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１３８８１２０２４０９０１０

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文献引用：朱卢山，郑雄胜，王日成．四履带式全位置爬壁机器人运动特性分析［Ｊ］．机床与液压，２０２４，５２（９）：６７７２．

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Ｃｉｔｅａｓ：ＺＨＵＬｕｓｈａｎ，ＺＨＥＮＧＸｉｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＲｉｃｈｅｎｇ．Ｍｏｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｏｕｒｔｒａｃｋｅｄａｌｌｐｏｓｉｔｉｏｎｗａｌｌｃｌｉｍｂｉｎｇ

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ｒｏｂｏｔ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０２４，５２（９）：６７７２．

四履带式全位置爬壁机器人运动特性分析

朱卢山，郑雄胜，王日成

（浙江海洋大学海洋工程装备学院，浙江舟山３１６０２２）

摘要：针对船体壁面爬行机器人在复杂环境中的操作需求，设计并验证一种四履带式全位置爬壁机器人，旨在提高其

自适应能力和操作效率。通过建立三维模型并使用ＡＤＡＭＳ软件进行仿真，对机器人在曲面变化、壁面折角以及障碍翻越

这３种主要工况下的动力学行为进行了深入的仿真分析。结果显示：在曲面变化和壁面折角工况下，机器人通过调整履带

倾角和速度，成功实现了稳定过渡；在障碍翻越工况下，尽管后履带出现翘起现象，但通过对履带速度的精确反馈控制，

有效解决了可能的内部挤压和滑动问题。此外，样机测试结果进一步验证了机器人的性能，其最大运动速度大于５ｍ／ｍｉｎ，

负载极限为２０Ｎ，越障高度达到１４ｍｍ，均达到或超出设计预期。仿真与样机测试均展现了机器人在关键工况下的出色适

应性，成功地实现了稳定过渡和障碍翻越。

关键词：全位置爬壁机器人；自适应；ＡＤＡＭＳ仿真；运动特性

中图分类号：ＴＰ２４１

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ＭｏｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｏｕｒＴｒａｃｋｅｄＡｌｌＰｏｓｉｔｉｏｎＷａｌｌＣｌｉｍｂｉｎｇＲｏｂｏｔ

ＺＨＵＬｕｓｈａｎ，ＺＨＥＮＧＸｉｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＲｉｃｈｅｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｒｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＺｈｅｊｉａｎｇＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＺｈｏｕｓｈａｎＺｈｅｊｉａｎｇ３１６０２２，Ｃｈｉｎａ）

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｎｅｅｄｓｏｆｗａｌｌｃｌｉｍｂｉｎｇｒｏｂｏｔｓｏｎｈｕｌｌｗａｌｌｉｎｃｏｍｐｌｅｘｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｆｏｕｒｔｒａｃｋｅｄａｌｌｐｏｓｉｔｉｏｎ

ｗａｌｌｃｌｉｍｂｉｎｇｒｏｂｏｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｖａｌｉｄａｔｅｄ，ａｉｍｅｄａｔｅｎｈａｎｃｉｎｇｉｔｓａｄａｐｔａｂｉｌｉｔ