输电铁塔攀爬机器人夹持机构的设计与分析

慧如 赵; 守银 鲁; 利荣 石

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.008

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

输电铁塔攀爬机器人夹持机构的设计与分析

设计计算 | 更新时间：2022-10-25

- 输电铁塔攀爬机器人夹持机构的设计与分析
- Design and Analysis of Clamping Mechanism for Transmission Tower Climbing Robot
- 机械传动 2019年第11期页码：47-53
- 作者机构：
  
  1.山东建筑大学信息与电气工程学院，山东济南 250101
  2.云南电网公司曲靖供电局，云南曲靖 650000
- 作者简介：
  
  赵慧如（1994— ），女，山东菏泽人，硕士研究生，研究方向为铁塔攀爬机器人结构设计、智能机器人系统。
  鲁守银（1968— ），男，教授，博士生导师，研究方向为电力系统控制、复杂控制系统。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2018YFF01013402;2017YFF0108100)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.008
  中图分类号：
扫描看全文
赵慧如,鲁守银,石利荣.输电铁塔攀爬机器人夹持机构的设计与分析[J].机械传动,XXXX,XX(XX):47-53.

Zhao Huiru,Lu Shouyin,Shi Lirong.Design and Analysis of Clamping Mechanism for Transmission Tower Climbing Robot[J].Journal of Mechanical Transmission,XXXX,XX(XX):47-53.
赵慧如,鲁守银,石利荣.输电铁塔攀爬机器人夹持机构的设计与分析[J].机械传动,XXXX,XX(XX):47-53. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.008.

Zhao Huiru,Lu Shouyin,Shi Lirong.Design and Analysis of Clamping Mechanism for Transmission Tower Climbing Robot[J].Journal of Mechanical Transmission,XXXX,XX(XX):47-53. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.11.008.

摘要

针对铁塔检修工人高空作业时手动挂拆安全绳危险性高和效率低的问题，基于菱形原理设计了一种V型角钢对称夹持机构，主要由夹持爪、外展机构和顶出机构组成，夹持爪通过螺旋升降机与滑动导轨的配合实现对角钢的抓紧，垂直于夹持手臂的外展机构通过调整其展出距离改变夹持爪的位置，顶出机构前端的V型块设计可保证机器人机身始终平行于角钢。绘制机器人的SolidWorks三维模型，依据菱形原理简化模型，并验证其对中夹持性和机构设计的合理性，建立静力学模型，对夹持机构进行静力学分析和静力学仿真。通过样机试验，验证了该夹持机构的可行性。

Abstract

In view of the high risk and low efficiency of the manual maintenance of the safety rope during the work of the tower, the V-shaped angle steel symmetrical clamping mechanism is designed based on the principle of rhombus principle. It is mainly composed of a gripping hand, an abduction mechanism and an ejection mechanism. The clamping hand realizes the grasping of the diagonal steel by the cooperation of the screw jack and the sliding rail, and the abduction mechanism perpendicular to the clamping arm changes the position of the gripping hand by adjusting the exhibition distance thereof, and the V-shaped block on the front end of the ejector mechanism ensures that the robot body is always parallel to the angle. According to the analysis of the climbing environment of the transmission tower climbing robot, the three-dimensional model of the mechanism is drawn. The model is simplified according to the principle of rhombus principle and the rationality of the centering and the size of the mechanism is verified. The statics model is established and the clamping force is used for mechanical analysis and structural statics simulation. Through the prototype development and test, the feasibility of the clamping mechanism is preliminarily verified.

关键词

攀爬机器人夹持机构菱形原理静力学建模静力学仿真

Keywords

Climbing robotClamping mechanismRhombus principleStatics modelingStatics simulation

references

YOON Y，RUS D.Shady 3D:a robot that climbs 3D trusses[C]//Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation,April10-14,2007,Roma Italy Piscataway:IEEE，2007:4071-4076.

吴伟国，徐峰琳.空间桁架用双臂手移动机器人设计与仿真分析[J].机械设计与制造，2007(3)：110-112.

王朝阳，胡淼，汤永红.轮履复合式移动机器人设计及越障功能分析[J].机械传动，2010，34(4):38-41.

宋伟，李勇兵，万凌云，等.铁塔攀爬机器人欠驱动手爪研制[J].仪器仪表学报，2015（12）：149-153.

陆小龙，赵世平，廖俊必，等.电力铁塔攀爬机器人夹持机构设计及分析[J].四川大学学报，2010（11）：240-250.

江励，管贻生，蔡传武，等．仿生攀爬机器人的步态分析[J]．机械工程学报，20l0，46(15):17-22．

张丹丹.高压输电线路塔架攀爬机器人结构设计[J].机械传动，2015,39(3):93-96.

BALAGUER C，GIMENEZ A，JARDON A.Climbing robot’s mobility for inspection and maintenance of 3D complex environment [J].Autonomous Robot，2005，18(2):157-169.

李勇兵.输电线电力铁塔攀爬机器人的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2016（6）:1-15.

ZHANG L M，GUAN YS，ZHU H F，et al.Posture detection of suction modules for a biped wall-climbing robot[J].Robot，2012，34(6):758-763.

WANG H，YAMAMOTO A.Analyses and solutions for the buckling of thin and flexible electrostatic inchworm climbing robots[J].IEEE Transactions on Robotics，2017:1-12.

徐灏，周国斌.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1991:35-38.

张栋梁.重载夹持机构整体有限元建模及动力学分析[D].长沙：中南大学，2012:32-36.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据