缆索机器人(3)

2、机械结构的说明

机器人结构框架呈正六棱柱状，整体分为上位体和下位体两部分，并分别设置有夹紧和移动机构，两体间通过连接管、连接杆等支撑机构相连。上位体和下位体至少有一个夹紧在缆索上，通过电动机驱动滚轮实现机器人在缆索上连续移动。正六棱柱的上下两个平面的连接杆上均设有活动开口，通过打开或关闭活动开口就能方便、快捷地将机器人安装到缆索上。滚轮和线性驱动器通过平行板相连接，线性驱动器提供预紧力使机器人附着在缆索上，这就为机器人在缆索上实现连续移动创造了条件。并且，线性驱动器的行程会根据缆索的不同直径的要求进行实时调节，从而提高了机器人对不同直径的缆索的适应能力。

机器人框架内部均匀安装3 套爬行机构，即3 套爬升机构之间呈120°等间距分布，每套爬行机构的驱动力均由电机提供。因此，机器人采用三重驱动力，并通过链传动使6 只滚轮都成为主动轮，这样就能减少缆索机器人在爬升运动过程中遇到的各种阻力，增强了爬升力，保证缆索机器人在大倾度的缆索上也能够顺利工作。这种分布方式还能使牵引力分散产生，提高了机器人的稳定性，有利于对缆索的检测。另外，爬行机构通过安装在减速器输出轴上的编码器测量电机的转速，运用速度反馈控制方式实现3 对滚轮的同步运动，进一步增强了机器人的稳定性。

四、机构的动力学分析

1、机器人附着力的分析

实现机器人在缆索上运动，需要线性驱动器提供机体对缆索的附着力。根据前文的分析，机器人的全部重力仅由安装在下位体或上位体上的6只滚轮承载，此时，机体对缆索的附着力达到最大值。假设机器人处于静止状态，如图2所示，对其中一只滚轮分析可得:

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