作品名稱：爬桿作業(yè)機(jī)器人
學(xué)校名稱：中國石油大學(xué)（北京）
參賽隊(duì)伍：SPR_Small
參賽學(xué)生：王蕊 余澤凡 范浩章
指導(dǎo)老師：宋強(qiáng) 錢步仁
隨著現(xiàn)代社會(huì)科技與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)器人行業(yè)得到了迅速地發(fā)展，各類機(jī)器人相繼出現(xiàn)，按工作空間來分可大致分為分為管道爬行機(jī)器人、壁面爬行機(jī)器人、球面爬行機(jī)器人、陸地移動(dòng)機(jī)器人、水下機(jī)器人、無人飛機(jī)、空間機(jī)器人等。然而爬升機(jī)器人作為爬行機(jī)器人的一個(gè)重要分支，因?yàn)樾枰朔亓Φ淖饔茫灾髋逝啦⒖煽康馗街谀繕?biāo)表面，并完成在特定任務(wù),與在陸地行駛的平面移動(dòng)機(jī)器人有著明顯區(qū)別，所以爬升機(jī)器人是爬行機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，爬桿機(jī)器人旨在代替工人進(jìn)行高空作業(yè)，或在某些危險(xiǎn)環(huán)境中，比如戰(zhàn)場、火災(zāi)、排爆或其他救援現(xiàn)場，代替人類來進(jìn)行偵察、排險(xiǎn)等工作。
本文設(shè)計(jì)了一種可全方位移動(dòng)式爬桿機(jī)器人，并能將圖像無線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。主要進(jìn)行了爬桿機(jī)器人底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并通過對(duì)底盤的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，進(jìn)行底盤電機(jī)選型。另外還設(shè)計(jì)了一種抓取模塊，通過對(duì)機(jī)器人的性能以及工作環(huán)境分析，進(jìn)行電機(jī)和氣缸選型。
在本次設(shè)計(jì)中主要完成了以下工作：
（1）完成了爬桿機(jī)器人的整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括整體三維圖的設(shè)計(jì)和CAD圖紙的繪制，對(duì)機(jī)器人所用材料進(jìn)行選擇，以及整體控制思路的設(shè)計(jì)。
（2）底盤模塊，完成了輪子的選型、輪子布局方式的選擇、底盤框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。并通過對(duì)底盤的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，進(jìn)行底盤電機(jī)選型。
（3）抓取模塊，對(duì)當(dāng)前應(yīng)用較多的幾種抓取結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并根據(jù)本課題設(shè)計(jì)的爬桿機(jī)器人的要求，選擇了平限位式結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了很大程度的創(chuàng)新。通過對(duì)機(jī)器人的性能以及工作環(huán)境分析，進(jìn)行電機(jī)和氣缸選型，完成抓取模塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
（4）視覺模塊，完成舵機(jī)的選擇，以及機(jī)器人圖像傳輸設(shè)備的選擇。
（5）在控制方面，主要介紹了各部分硬件的選型以及各個(gè)模塊的控制實(shí)現(xiàn)。
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)力需求的不斷變化，爬桿機(jī)器人的功能和種類越來越多，也越來越被廣泛的應(yīng)用到了社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。在很多方面，本課題設(shè)計(jì)的爬桿機(jī)器人主要可以進(jìn)行地面上全方位移動(dòng)、爬桿、以及圖像傳輸，但是，如果可以將某些特定的工作設(shè)備，例如滅火器、水槍、炸彈拆除裝置等與其配合使用，希望會(huì)給人們的生活帶來更多的便利！
