输电铁塔攀爬机器人夹持机构设计
Design of Clamping Mechanism for Transmission Tower Climbing Robots
- 机械传动 2022年46卷第4期 页码：118-126
- 作者机构：
1.华北水利水电大学 机械学院， 河南 郑州 450045
- 作者简介：
王丽君（1971— ），女，河北清苑人，博士，教授；研究方向为机器人建模与智能控制。
- 基金信息：国家自然科学基金(52005158┫河南省2020年中原英才计划┣ZYYCYU202012112);郑州市测控技术与仪器重点实验室(121PYFZX181);2021年省级大学生创新创业训练计划(S202110078039)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.017
中图分类号：
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王丽君,王儒轩,王洋滨等.输电铁塔攀爬机器人夹持机构设计[J].机械传动,2022,46(04):118-126.
Wang Lijun,Wang Ruxuan,Wang Yangbin,et al.Design of Clamping Mechanism for Transmission Tower Climbing Robots[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(04):118-126.
王丽君,王儒轩,王洋滨等.输电铁塔攀爬机器人夹持机构设计[J].机械传动,2022,46(04):118-126. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.017.
Wang Lijun,Wang Ruxuan,Wang Yangbin,et al.Design of Clamping Mechanism for Transmission Tower Climbing Robots[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(04):118-126. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.017.
摘要
针对输电铁塔危险部位的检修工作，设计了一种新型攀爬机器人；根据攀爬机器人的运动环境和夹持方式，设计了一种由磁吸附和机械夹持结合的复合结构，以保证夹持的可靠性和准确性。该夹持手爪由一个电机驱动，通过齿轮传动带动螺旋升降机上下运动，从而实现爪部对角钢的夹紧；同时，通过电磁铁吸附角钢，实现对角钢的双重夹持，可有效抵御攀爬机器人在铁塔上的坠落危险。介绍了夹持机构的设计过程，建立夹持机构的三维模型，对其进行了静力学分析和仿真；并通过实验验证了其合理性。
Abstract
Aiming at the maintenance of dangerous parts of transmission tower，a new climbing robot is designed. According to the motion environment and clamping mode of the climbing robot，a composite structure combining magnetic adsorption and mechanical clamping is designed to ensure the reliability and accuracy of clamping. The clamping claw is driven by a motor and drives the screw elevator to move up and down through gear transmission，so as to realize the clamping of the claw to the angle steel. At the same time，the electromagnet adsorbs the angle steel to realize the double clamping of the angle steel，which effectively resists the danger of overturning and falling off of the climbing robot on the iron tower. The design process of electromagnetic adsorption clamping gripper is introduced，the three-dimensional model of gripper is established，the static analysis and simulation of gripper are carried out，and its rationality is verified by experiments.
关键词
攀爬机器人夹持机构仿真分析
Keywords
Climbing robotsClamping mechanismSimulation analysis
references
CHANG W T，LIN C J，LEE Y H，et al.Development of an observational checklist for falling risk assessment of high-voltage transmission tower construction workers［J］.International Journal of Industrial Ergonomics，2018，68：73-81.
曹阳，靳壮壮，刘洋，等.管桁架焊缝质量检测机器人结构与越障稳定性研究［J］.现代制造工程，2021（3）：21-27.
CAO Yang，JIN Zhuangzhuang，LIU Yang，et al.Research on structure and obstacle crossing stability of pipe truss weld quality inspection robot［J］.Modern Manufacturing Engineering，2021（3）：21-27.
钟功祥，宋华，严鹏，等.井架攀爬机器人设计与抗倾覆分析［J/OL］.机械科学与技术，2021-05-17：1-9［2021-11-12］.https：//doi.org/10.13433/j.cnki.1003-8728.20200419https://doi.org/10.13433/j.cnki.1003-8728.20200419.
ZHONG Gongxiang，SONG Hua，YAN Peng，et al.Design and anti overturning analysis of derrick climbing robot［J/OL］.Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering，2021-05-17：1-9［2021-11-12］.https：//doi.org/10.13433/j.cnki.1003-8728.20200419https://doi.org/10.13433/j.cnki.1003-8728.20200419.
陈国达，曹慧强，杨华锋，等.爬杆机器人研究现状与展望［J］.兵工自动化，2018，37（3）：21-31.
CHEN Guoda，CAO Huiqiang，YANG Huafeng，et al.Research status and outlook of rod climbing robot［J］.Ordnance Industry Automation，2018，37（3）：21-31.
KOTAY K D，RUS D L.Navigating 3D steel web structures with an inchworm robot［C］//Proceedings of IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems，July 27，1996，Osaka，Japan.New York：IEEE，1996：368-375.
蔡传武，管贻生，周雪峰，等.双手爪式仿生攀爬机器人的摇杆控制［J］.机器人，2012，34（3）：363-368.
CAI Chuanwu，GUAN Yisheng，ZHOU Xuefeng，et al.Joystick-based control for a biomimetic biped climbing robot［J］.Robot，2012，34（3）：363-368.
YOON Y，RUS D.Shady 3D：a robot that climbs 3D trusses［C］//Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation，April 10-14，2007，Roma，Italy.New York：IEEE，2007：4071-4076.
蔡传武.爬杆机器人的攀爬控制［D］.广州：华南理工大学，2011：72-80.
CAI Chuanwu.Control of a pole climbing robot［D］.Guangzhou：South China University of Technology，2011：72-80.
唐诗洋，门永生，于振，等.特高压铁塔高空作业辅助机器人攀登系统［J］.中国电力，2020，53（12）：177-182.
TANG Shiyang，MEN Yongsheng，YU Zhen，et al.A climbing system of aerial work assistance robot for UHV tower［J］.Electric Power，2020，53（12）：177-182.
姜文涛.高压输电铁塔攀爬机器人爬行越障装置研究［D］.北京：华北电力大学，2019：9-10.
JIANG Wentao.Research of climbing and overriding device for high voltage transmission tower climbing robot［D］.Beijing：North China Electric Power University，2019：9-10.
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，2019，43（11）：47-53.
ZHAO Huiru，LU Shouyin，SHI Lirong.Design and analysis of clamping mechanism for transmission tower climbing robot［J］.Journal of Mechanical Transmission，2019，43（11）：47-53.
耿亚丽，韦佳钰，付渊，等.输电杆塔攀爬机器人运动学分析与仿真［J］.山东电力技术，2020，47（3）：7-14.
GENG Yali，WEI Jiayu，FU Yuan，et al.Kinematics analysis and simulation of tower climbing robot［J］.Shandong Electric Power，2020，47（3）：7-14.
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与分析［J］.四川大学学报（工程科学版），2010，42（6）：239-243.
LU Xiaolong，ZHAO Shiping，LIAO Junbi，et al.Design and analysis of clamping mechanism for power tower climbing robot［J］.Journal of Sichuan University （Engineering Science Edition），2010，42（6）：239-243.
鲍秀兰，王琳涛，黄家运，等.一种爬杆机器人的结构设计与性能分析［J］.机械传动，2017，41（8）：62-66.
BAO Xiulan，WANG Lintao，HUANG Jiayun，et al.Structure design and performance analysis of a novel pole-climbing robot［J］.Journal of Mechanical Transmission，2017，41（8）：62-66.
魏军英，张聪，王吉岱，等.输电铁塔攀爬机器人的结构分析与实验验证［J］.机械传动，2021，45（1）：140-145.
WEI Junying，ZHANG Cong，WANG Jidai，et al.Structural analysis and experimental verification of climbing robot for transmission tower［J］.Journal of Mechanical Transmission，2021，45（1）：140-145.
郭登辉，陈原.管道攀爬机器人非接触变磁隙式永磁吸附机构的设计与吸附性能优化［J］.中国机械工程，2021，32（14）：1659-1668.
GUO Denghui，CHEN Yuan.Design and adsorption performance optimization of non-contact variable magnetic gap type permanent magnet absorption mechanisms of pipe climbing robots［J］.China Mechanical Engineering，2021，32（14）：1659-1668.
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