爬杆机器人开题报告.pdfVIP

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

毕业设计(论文)

开题报告书

可变径爬杆机器人设计

题目

学院机械学院专业自动化

姓名邹东学号**********

指导教师纪小刚

江南讲师

2016年1月

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

课题来源

随着工业自动化的不断发展，工业机器人被广泛应用于工业生产的各个部门，如采

掘、喷涂、焊接、医疗等各大领域。由于工业机器人的出现，它不断替代了人们的繁

重劳动，大大提高了劳动生产率，减轻了人们的劳动强度，此外，它能在高温、低

温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，日益体现出它的优

越性。在现代生活中，高空作业不断增加，如高楼清洗、油漆、喷涂、救护、大桥缆

绳的检查和维护、电力系统架设电缆等等。这些工作给高空作业的工作人员带来了很

大的不安全因素。爬杆机器人是解决这一状况的有效方法之一，为此，国内外很多学

者针对各种特定的行业，展开了大量的研究。

本题目将设计一种在一定范围内能够适应不同杆径的爬杆机器人。设计适合在圆柱

杆上爬行的机器人。

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

科学依据

1、科学意义

目前，通常将电力线缆以及网络传输用的线缆架设在电杆上。因此，电力工作者需经

常进行电线电缆的架设、维修和维护等高空作业。该项作业危险度高、劳动强度大且

效率较低。利用自动化设备代替工人进行高空作业的研究已成为科研人员关注的重

点。爬杆机器人在杆状城市建筑的清洗、路灯更换、大桥斜拉钢索检测、高空侦察等

高空领域有重要的应用前景。

2、国内外研究概况，水平和发展趋势

爬杆机器人在实际应用中有着很大需要，例如高楼清洗、油漆、喷涂、救护、大桥缆

绳的检查和维护、电力系统架设电缆等等。也出现了许多种类的爬杆机器人，从运行

原理来分，有类人机器人，有履带式机器人，有手臂旋转机器人，自锁式机器人。

1）类人机器人和悬臂机器人是使用手爪抓住圆柱体，通过手臂的旋转将另一只手爪

向上移动在抓住圆柱杆，通过这样的循环机器人将向上移动。这类机器人有载重

缺陷，载重能力不高，而且移动较慢。

2）履带式机器人是使用履带在圆柱杆上爬行的，当液压杠给履带正压力，使履带能

和圆柱杆之间有足够的摩擦力来保证机器人不掉落。这种机器人再哄能力也不是

很高，但相对可以获得较高的移动速度。

3）自锁式机器人，是使用滚轮移动。通过两滚轮之间的高度差来使机器人倾斜，将

机器人自身的重量转化为滚轮的正压力。这种机器人载重能力较高，而且不需要

液压缸来施加压力，但滚轮易打滑。

图一履带式图二自锁式图三手臂式

3、应用前景

爬杆机器人属于机器人的一种，有着机器人可用于恶劣环境的优点。爬杆机器人多使

用在电杆上，安装更换电杆上电路部件等，取代人作业，将人的触电风和掉落风险消

除。还可以用于高楼层的外部玻璃除尘，但需要一根较长的圆柱杆。爬杆机器人在多

处有杆状物的方面都可以使用，既可以减少人类劳动量，也可以代替人类完成某些危

险工作。

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟