DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 08. 039
李诗朕，周扬理，王国栋，等. 一种具有越障功能爬杆机器人的设计［J］ . 机电工程技术，2020，49（08）：124-126.
基金项目：山东省级大学生创新创业训练计划（编号：S201913386010）

一种具有越障功能爬杆机器人的设计*
李诗朕，周扬理※，王国栋，丁睿，贺连升
（中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院， 山东东营257000）

摘要：我国电缆网络分布较广，电线杆检修多靠人工携带检修设备攀爬检修，检修难度大、劳动强度高、条件艰苦。现有的爬杆机器人大多仅能完成攀爬动作，无法跨越障碍物，因此基于SolidWorks软件设计了一种具有越障功能的爬杆机器人。该机器人通过上、中、下三部分夹紧装置的交替动作实现爬升与越障，采用蜗轮蜗杆减速器、丝杠等机构实现夹紧、爬升的自锁，使用传感器代替纯机械结构准确地控制各项动作，并能够搭载检修设备，代替人工，实现对电力线路的检测与维护。
关键词：爬杆机器人；越障；自锁
中图分类号：TP242       文献标志码：A    文章编号：1009－9492 ( 2020 ) 08－0124－03

引言
在现代生活中，电缆网络分布已覆盖全球各个地方，而高空检修作业也在不断增加。检修工人攀爬到电线杆上方检修线路，环境恶劣，危险性极高，容易发生意外事故。而爬杆机器人可以代替人工，方便高效地完成高空线路检修作业。爬杆机器人在城市杆状建筑清洁、路灯检修等方面也起到了重要的作用，因此国内众多学者对此开展研究。
目前爬杆机器人研究相对比较成熟，如浙江工业大学陈国达等[1]从机器人工况环境和国内外研究现状出发，将爬杆机器人分为滚动式爬杆机器人、夹持式爬杆机器人、仿生式爬杆机器人、吸附式爬杆机器人4类，对现有爬杆机器人进行了准确分析。江南大学的李楠等[2]研制的适应不同导轨直径的多姿态爬杆机器人，是一种滚动式爬杆机器人；北京航空航天大学的王扬等[3]使用气缸设计了一种轮式攀爬机器人；国网浙江新昌县供电公司的任新新等[4]研制了纯机械结构的夹持式爬杆机器人；哈尔滨石油学院的王妍玮[5]设计了水泥杆攀爬机器人；李晨景等[6]设计了利用双作用气缸为主要执行元件的新型气动驱动机器人；浙江工业大学徐生等[7]提出了一种以气压驱动的蠕动爬杆机器人；太原理工大学岳一领等[8]设计的一种具有变形机构和自适应性的多功能攀爬机器人等。这些机器人结构复杂，操作困难，且均无法跨越障碍物，携带任何检修设备。
为了克服机器人无法越障、携带检修设备等问题，通过机械结构与控制器控制相互配合，设计了一种具有越障功能的爬杆机器人。

结束语
本文设计的爬杆机器人，其主要功能是可靠地携带相关检修设备，克服重力作用依附于电线杆等杆状物表面进行爬升并跨越其表面障碍物，能够代替人工安全、高效、低成本地完成检修、维护等任务，有效预防意外事故的发生。爬杆机器人的使用消除了人工维护的潜在风险，改善了工人的劳动环境。而且低耗能、绿色环保符合国家标准，符合可持续发展理念。