轮式爬缆机器人的速度控制[外文翻译].doc

轮式爬缆机器人的速度控制

中国南京东南大学机械工程学院 211186 徐峰雨，王兴松
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摘要：本文提出了一种新的电动轮式爬缆机器人，其能够爬上斜拉桥的垂直电缆。与以前所不同的是，本文提出的新式机器人由两个同样长度的连杆连接，形成一个封闭的六角机构。机器人的静态功能是通过分析和平衡扭矩的方法获得。在本设计中，它可以爬上直径从65毫米到205毫米并承载不高于3.5kg的有效载荷 。电缆直径139毫米被选定作为一个例子来计算机器人的参数。电力中断并安全着陆的情况下，用一个气动阀来控制机器人降落时的减速。并对着陆系统和简化数学模型进行了测试实验和分析。通过对实际电缆的攀爬实验结果，充分肯定了所提出的爬缆机器人的能力。

关键词：斜拉桥，爬壁机器人，曲柄滑块机构，气体阻尼器

1.引言
爬缆机器人应用在工业和危险的环境：检查高的烟囱，核电厂的垂直、倾斜管道，高压输电塔的电线等是一些众所周知的例子 [ 1 ] 。此外，这些机器人还有一些新的应用和其他重要任务，例如，检查斜拉桥的电缆。电缆是应力斜拉桥的最重要的一个组成部分。在美国，有调查表明很多斜拉桥缆索的震动和腐蚀主要是由于电缆的损伤引起的[ 2 ] 。这已引起公众的关注，并开始了一系列的检查和安全监测方案。电缆必须定期检查，以确保桥梁的可靠性。以前篅@ひ欢问奔洌觳楣ぷ饔扇斯そ校馐堑托Ш臀Ｏ盏摹；谡庑┣榭鱿拢疚奶岢隽艘桓鲂碌穆质降缍览禄魅耍糜诘缋录觳楣呃５巧交魅耸粲谝桓鲎帕煊虻囊贫魅恕Ｆ渲饕δ苁鞘笛槌な奔湓硕Ｊ钦庵只魅松杓频囊桓鲋匾目悸欠矫妫切枰愎淮蟮亩粗С肿约旱奶逯豙 3 ] 。因此，设计师不仅应该考虑运动方案，还包括其运动方式。出现了几种形式的动力方案：
 通过电磁铁或永久磁铁等磁性机构攀登有色金属表面[4]。
 通过真空负压吸引技术粘连在墙壁上[ 5 ] [ 6 ] 。
 通过夹子或强制的机构来实现粘接，如梁，柱，管道，管[ 7 ] 。
按照粘附的方式，爬壁机器人可分为三大类：