高压输电线路巡检机器人沿线爬坡能力分析与优化

杨智勇; 汪浩洋; 肖茜; 田望

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高压输电线路巡检机器人沿线爬坡能力分析与优化

更新时间：2025-02-25

- 高压输电线路巡检机器人沿线爬坡能力分析与优化
- Analysis and optimization of climbing capability for high-voltage transmission line inspection robots along the route
- 机械传动 2025年页码：1-8
- 作者机构：
  
  1.湖北工业大学机械工程学院，武汉 430068
  2.湖北烟草工业公司，武汉 430048
- 作者简介：
  
  杨智勇，男，1987年生，湖北武汉人，副教授，博士；主要研究方向为机器人构型设计、伺服控制、轨迹规划、在线取能；707612209@qq.com。
- 基金信息：
  
  湖北省科技公关计划(柔性机器人模块化变刚度关节设计与柔顺控制2021CFB208)
- DOI：
  中图分类号：
- 收稿日期：2024-03-05，
  
  网络出版日期：2025-02-25，
- 稿件说明：
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杨智勇，汪浩洋，肖茜等.高压输电线路巡检机器人沿线爬坡能力分析与优化［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-8.

YANG Zhiyong，WANG Haoyang，XIAO Xi，et al.Analysis and optimization of climbing capability for high-voltage transmission line inspection robots along the route［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-8.
杨智勇，汪浩洋，肖茜等.高压输电线路巡检机器人沿线爬坡能力分析与优化［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-8. DOI：

YANG Zhiyong，WANG Haoyang，XIAO Xi，et al.Analysis and optimization of climbing capability for high-voltage transmission line inspection robots along the route［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-8. DOI：

摘要

目的

为了使巡检机器人能顺利通过大坡度线路，提升双臂轮式巡检机器人的沿线爬坡能力，针对一款双臂轮式巡检机器人进行了分析优化。

方法

首先，结合机器人爬坡静力学模型分析其沿线匀速爬坡的受力特性，并利用Adams仿真软件建立机器人虚拟样机，求解其最大爬坡角度。然后，分别采用单一因素法和响应面法，分析机器人行走轮包角、前夹紧轮夹紧力、后夹紧轮夹紧力等参数对机器人最大爬坡角度的影响程度。最后，通过线性回归方程求取机器人最大爬坡角度，并通过机器人样机实验验证优化效果。

结果

结果表明：通过优化，机器人最大爬坡角度达到32°，较优化前提高了92%。实验结果表明，改变行走轮结构和增加夹紧力均可有效提高巡检机器人的沿线爬坡能力。

Abstract

Objective

In order to enable the inspection robot to pass through the large gradient line smoothly and to improve the climbing ability along the line of the dual-arm wheeled inspection robot

an analysis and optimization was carried out for a dual-armed wheeled inspection robot.

Methods

First

the force characteristics of the robot during uniform slope climbing were analyzed using a static mechanics model

and a virtual prototype of the robot was established using Adams simulation software to determine its maximum slope-climbing angle. Then

both single-factor and response surface methods were used to analyze the influence of parameters such as the wrapping angle of the walking wheels

the clamping force of the front gripping wheels

and the clamping force of the rear gripping wheels on the robot's maximum slope-climbing angle. Finally

the maximum slope-climbing angle was derived using a linear regression equation

and the optimization results were validated through experiments with a robot prototype.

Results

The results showed that after optimization

the robot's maximum slope-climbing angle reached 32°

an increase of 92% compared to before optimization. The experimental results indicate that modifying the walking wheel structure and increasing the clamping force can effectively improve the slope-climbing capability of the inspection robot along steep lines.

关键词

Keywords

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