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為了提高電力系統(tǒng)的自動化水平,減輕電力工人在檢修高壓輸電系統(tǒng)時的勞動強度,同時保障其人身安全,提出并設計了一種可以攀爬電力鐵塔的5自由度關節(jié)式機器人,給出了機器人的CAD模型,分析了其在鐵塔兩種位置攀爬過渡的能力.根據機器人機構特征,提出、分析和比較了蠕蟲式和扭轉式攀爬步態(tài).蠕蟲式攀爬步態(tài)即機器人本體的兩連桿之間角度周期變化,兩爪交替前進;扭轉式攀爬步態(tài)即機器人本體不動,爪部回轉關節(jié)旋轉180°使得機器人整體扭轉半周.在機械系統(tǒng)動力學仿真軟件ADAMS環(huán)境下,對機器人采用這兩種步態(tài)在鐵塔主材表面、橫擔側面和上表面3種方位攀爬情況進行了仿真,計算和分析了不同情況下機器人各關節(jié)轉矩和系統(tǒng)能耗,得出最適合鐵塔各種方位的攀爬步態(tài):在橫擔上攀爬時應采用能耗較小的扭轉式步態(tài),但是在主材表面攀爬時兩種步態(tài)能耗接近,需考慮障礙類型選取合適的步態(tài).仿真結果為機器人的攀爬步態(tài)規(guī)劃及控制策略提供了依據,同時樣機試驗結果也驗證了兩種攀爬步態(tài)的可行性.
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