“中国制造2025”出版工程中国制造2025出版工程:攀爬机器人技术

第1 章绪论/ 1

1.1攀爬机器人概述/ 3

1.2自然界生物的攀爬行为及其机制/ 4

1.3攀爬机器人的典型移动环境/ 5

1.3.1电力输电线路/ 5

1.3.2建筑物/ 13

参考文献/ 14



第2 章双臂式攀爬机器人/ 15

2.1攀爬越障机构及其工作原理/ 16

2.1.1研究现状/ 16

2.1.2机构原理/ 19

2.1.3机器人运动学模型/ 21

2.2机器人结构设计/ 33

2.2.1手臂结构/ 33

2.2.2轮爪复合机构/ 34

2.2.3机器人箱体/ 36

2.2.4机器人实体模型/ 36

2.3机器人越障动作规划与控制/ 37

2.3.1机器人质心调节与平衡/ 38

2.3.2机器人跨越一般障碍物/ 40

2.3.3跨越导线引流线/ 42

2.3.4跨越地线耐张绝缘子串和铁塔/ 43

2.3.5机器人线路行走力学特性分析/ 45

参考文献/ 60



第3 章多节式攀爬机器人/ 63

3.1机器人构型及越障原理/ 64

3.1.1研究现状/ 64

3.1.2越障机理/ 67

3.1.3多节式攀爬机器人构型优化/ 68

3.1.4机器人运动学模型/ 70

3.2机器人结构设计/ 73

3.2.1单元驱动方案分析/ 73

3.2.2单元结构设计/ 74

3.2.3其他关键结构设计/ 80

3.3越障过程规划与控制/ 86

3.3.1单元机构支撑端切换流程规划/ 86

3.3.2重力平衡特性/ 89

3.3.3越障规划/ 92

参考文献/ 102



第4 章四足式攀爬机器人/ 104

4.1四足式攀爬机器人的组成及工作原理/ 105

4.1.1攀爬机器人的研究现状/ 105

4.1.2四足式攀爬机器人的运动原理/ 108

4.1.3四足式攀爬机器人运动学模型的建立/ 109

4.2四足式攀爬机器人攀爬动作规划及结构设计/ 113

4.2.1杆塔攀爬机器人攀爬动作规划及结构设计/ 113

4.2.2壁面攀爬机器人攀爬动作规划及结构设计/ 124

4.2.3巡检机器人线路攀爬动作规划及结构设计/ 133

参考文献/ 144



第5 章攀爬机器人应用系统设计/ 145

5.1攀爬机器人应用系统组成及工作原理/ 146

5.1.1系统组成/ 146

5.1.2系统硬件选型设计/ 148

5.2机器人控制系统设计/ 157

5.2.1控制系统工作原理/ 157

5.2.2越障规划软件系统设计/ 159

5.2.3人机交互软件系统设计/ 165

5.3能源供给系统设计/ 175

5.3.1蓄电池直接供电系统/ 176

5.3.2太阳能电池板和蓄电池供电系统/ 177

5.3.3电磁感应供电系统/ 179

5.4电力输电环境和电磁兼容设计/ 181

5.4.1电力输电环境简介/ 181

5.4.2电磁兼容设计/ 182

参考文献/ 184