电力铁塔攀爬机器人夹持机构设计与分析

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1、第42卷第6期四川大学学报(工程科学版)Vol．42No．62010年11月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Nov．2010文章编号:1009-3087(2010)06-0239-05电力铁塔攀爬机器人夹持机构设计与分析*陆小龙，赵世平，廖俊必，曹志华(四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065)摘要:根据对电力铁塔攀爬机器人夹持机构的运动和受力分析，提出并设计了一种新型双V字夹持机构，其夹持爪

2、V形槽角度固定，大小可变，双爪联动可从多个方向对不同规格角钢夹持。建立了机构CAD模型及数学模型，并对夹持力进行了动力学仿真。进行实验室样机试验，其结果验证了这种夹持机构能够从多个方向对宽度为80～220mm不同规格的角钢进行可靠夹持，为攀爬机器人在电力铁塔移动提供可靠的夹持力。关键词:电力铁塔;攀爬机器人;夹持机构;双V字形中图分类号:TH111文献标识码:ADesignandAnalysisofClampingMechanismforPowerTowerClimbingRobot*LUXiao-long，ZHAOShi-ping，LIAOJun-bi，CAOZhi-h

3、ua(SchoolofManufacturingSci．andEng．，SichuanUniv．，Chengdu610065，China)Abstract:Inordertofixapowertowerclimbingrobotonatowerreliably，adouble-V-clamperwasproposed．ThegrippingclawhadafixedangleV-grooveandavariablelength，sothatitwaspossibletoclampanglebarswithva-riousspecificationsindifferentd

4、irections．TheCADandmathematicalmodeloftheclampingmechanismwereputforwardandtheclampingforcewassimulated．Furthermore，prototypeexperimentsweremadeinlaboratory．There-sultsshowedthatthegrippercangraspanglebarsfirmlyandreliablywhichwidthsvaryfrom80to220mminsever-aldirections，forthethree-dimens

5、ionmovementofthepowertowerclimbingrobots．Keywords:powertower;climbingrobot;clampingmechanism;doubleV-shaped高压输电线路是电力传输的主要载体，其安全机器人代替人工清扫不仅能减轻工人的劳动强度、运行越来越受到各级部门的重视。作为输电线路的降低触电和高空坠落的危险，而且可以在不影响供主要组成部分，电力铁塔长期暴露在空气中，受风吹电的情况下进行带电作业，效率高、清扫一致性好、雨淋、粉尘污染等影响，绝缘子的闪络事故频繁。据可靠性高，具有广泛的应用前景。不完全统计，由污秽引起的

6、绝缘闪络事故目前在电攀爬机器人是移动机器人领域的一个重要研究网事故总数中占第二位［1］。定期清扫绝缘子是最分支，也是当前机器人领域研究的热点之一。它把地面移动机器人技术与吸附技术有机结合起来，可基本、最有效的防污闪方法。传统的人工清扫方法以在垂直壁面上附着爬行，并能够携带工具完成一劳动强度大，安全性和清扫效果得不到保证。采用定的作业任务。近年来，国内外的研究者对攀爬机器人进行了大量研究，但目前尚无专门针对输电线收稿日期:2010－04－09基金项目:四川省科技厅资助项目(2008GZ0156)路铁塔绝缘子清扫的攀爬机器人，仅有相关类似爬作者简介:陆小龙(1982－)，男，

7、博士生．研究方向:智能机器人升的机构:TavakoliM．等提出的四自由度爬杆机器［2－3］技术及应用．人可以轻松爬越管道节点，沿折弯为任意角度*通讯联系人的圆柱杆爬行;麻省理工大学DanielaRus教授研制240四川大学学报(工程科学版)第42卷［4］的Shady3D桁架攀爬机器人，通过自重构可以完机器人攀爬的主要障碍包括主材与主材连接成在由细长方形截面杆构成的3维桁架空间移动;处的外包角钢及螺栓，斜材与主材连接处的节点板，BalaguerC．教授设计的六自由度两臂关节式机器人以及斜材与主材直接连接处的斜材垂直边。ROMA