一种新型爬杆机器人的结构设计与分析
某爬缆机器人结构分析及改进
某爬缆机器人结构分析及改进爬缆机器人是一种专门用于爬行和维修高塔或高架桥等结构的机器人。
其主要组成部分包括机身、爬行机构、爬缆机构、维修工具及控制系统等。
首先，机身是整个机器人的基础结构，需要具备足够的稳定性和强度，以支撑机器人的重量并保证其正常行走。
机身应采用轻量化的材料，同时应考虑到强度和刚度的需求。
可以采用铝合金或碳纤维等材料来制造机身，以提高机器人的载重能力和稳定性。
其次，爬行机构是机器人爬行的主要部分，它需要能够自由灵活地移动在高塔或高架桥等结构上。
传统的爬行机构采用履带和蜘蛛腿两种形式，但存在重量大、成本高、占用空间大等问题。
可以考虑采用轮轨式爬行机构，它可以通过自由滚动的方式来爬行，减少摩擦力，提高机器人的运动效率和稳定性。
第三，爬缆机构主要用于保证机器人在高塔或高架桥等结构上的稳定爬行。
传统的爬缆机构多采用钳夹式或盘形式，但存在操作复杂、稳定性差等问题。
可采用磁吸力爬缆机构，通过电磁吸力产生附着力，以实现在缆线上的稳定爬行。
磁吸力爬缆机构需要结合机器人的重量和设计强度来确定磁力的大小，以保证机器人的稳定行走。
此外，维修工具是机器人维修工作的关键部分，应根据实际需要选择合适的工具，如摄像头、焊接工具、夹子、螺丝刀等。
这些工具需要具备良好的灵活性和操作性，以满足不同维修任务的需求。
同时，机器人应配备一个自动化的机械臂，用于完成复杂的维修工作，如焊接、切割等，提高机器人的维修能力和效率。
最后，控制系统是整个机器人的大脑，负责控制机器人的行动和工作。
控制系统应具备稳定性、精确性和灵活性。
可以采用传感器来获取环境信息，如高度、角度、温度等，以实时监测机器人的状态。
同时，应采用先进的控制算法，如PID控制、自适应控制等，对机器人的运动进行精确控制，保证其稳定爬行和维修工作的准确性和安全性。
综上所述，对爬缆机器人的结构进行分析和改进，可以从机身、爬行机构、爬缆机构、维修工具及控制系统等方面入手。
爬杆机器人
原理方案一：
• 此爬行机构是简单的
曲柄滑块机构，其中 电机与曲柄固连，驱 动装置运动。上下四 个自锁套是实现上爬 的关键机构。
• 当自锁套有向上运动
趋势时，锥套. 趋势时，锥套.钢球与 圆杆之间会形成可靠 的自锁，使装置不下 滑，而上行时自锁 解 除。
爬杆机构（
1.上自锁套 1.上自锁套 2.电机 2.电机 3.曲柄 3.曲柄 4.圆杆 4.圆杆 5.连杆 5.连杆 6.下自锁套 6.下自锁套
方案 二
设计题目 ：爬杆机械人
设计小组成员：
绘图：赵元亮 杨庚 李孝龙 Ppt:张学敏 杨陶敏
一 工作原理 及工艺过程
• 方案一模仿尺蠖 （“尺蠖之屈，以求伸也”） 尺蠖之屈，以求伸也” •
向上爬行动作；方案二模仿猴子爬树 功能分解为：爬杆功能=上行功能+ 功能分解为：爬杆功能=上行功能+自锁功能
二 设计要求 保证机器人能顺利完成爬 杆的功能
三 设计方案的构思及分析
（各功能的实现方案及选择）
功能分解：爬杆（上行+自锁） 功能分解：爬杆（上行+
1 2 3
上 A 曲柄滑 B 曲柄滑 块 块+轮系 行
C 凸轮+滑 凸轮+ 块
自 D 对称重 E 非对称摩 锁 力自锁套 擦自锁套 可组合成六种不同的方案可供选择 方案一A+D和方案二B+E为较好方 方案一A+D和方案二B+E为较好方 案
• • • •
1.电机 1.电机 2.齿轮 2.齿轮 3.曲柄导杆 3.曲柄导杆 4.自锁套 4.自锁套
自锁机构 1钢球 钢球 2表面摩 表面摩 擦系数比 较大的介 质
机构俯视图
曲柄导杆运动原理图
带电作业爬杆机器人的设计与研究
带电作业爬杆机器人的设计与研究发布时间：2023-07-10T07:57:01.331Z 来源：《科技潮》2023年12期作者：周迪[导读] 在电力线路的检修过程中，需要将杆塔进行停电，并对杆塔进行检修和维护工作。
国网瑞嘉（天津）智能机器人有限公司 300450摘要：介绍了一种带电作业爬杆机器人，并对其运动控制系统和安全保护系统进行了分析研究。
采用多模块并联组合方式设计了爬杆机器人的运动控制系统，该系统可以实现对爬杆机器人的精确控制和安全保护。
对所设计的爬杆机器人进行了物理样机试验，试验结果表明，该爬杆机器人可以在多种不同材质的悬臂式结构上运动，并能够实现悬臂式结构的上下升降、平移和旋转功能。
研究结果表明，所设计的爬杆机器人可以在悬臂式结构上实现各种功能，能够很好地完成带电作业工作；研究结果对电力线路检修工作具有重要的应用价值。
关键词：带电作业；机器人；设计引言在电力线路的检修过程中，需要将杆塔进行停电，并对杆塔进行检修和维护工作。
带电作业是指在不停电的情况下，利用绝缘工具、绝缘物品或其他绝缘工具对线路上的杆塔进行检修和维护，以保证电网运行的安全。
目前国内带电作业发展较为缓慢，在国内一些城市和地区已经出现了带电作业机器人。
其中一些机器人具有控制灵活、适应性强等特点，但也存在体积较大、重量较重等不足；另外一些机器人虽然可以实现自动化操作，但在空间狭小的环境下无法有效地完成工作任务。
因此，研制一种能在恶劣环境下工作、能够在空间狭小的环境中工作的带电作业爬杆机器人显得尤为重要。
本文主要研究了一种能够在悬臂式结构上实现各种功能的带电作业爬杆机器人。
该爬杆机器人主要由运动控制系统和安全保护系统两部分组成。
在运动控制系统方面，采用模块化组合方式设计了爬杆机器人的运动控制系统，该运动控制系统包括运动控制器、传感器采集单元和数据处理单元三个部分。
其中，运动控制器主要完成对机器人运动方向的控制；传感器采集单元负责检测爬杆机器人当前位置以及姿态数据；数据处理单元主要完成对采集到的数据进行分析处理，并将结果反馈给运动控制器；数据处理单元主要完成对机器人当前位置和姿态数据的分析处理。
机械开题报告爬杆作业机器人设计大学论文
爬杆作业机器人设计1．选题背景及其意义随着国民经济的飞速增长，人民生活水平的提高，城镇中随之矗立起无数电线杆、路灯杆、大桥斜拉钢索等高层建筑。
这些高层建筑壁面多采用油漆、电镀、玻璃铜结构等，长期以来会形成灰尘层，酸污染影响城市的美观，同时空气中混合的酸性物质也会对这些城市建筑特别是金属杆件造成损坏，加快它们的生锈，并缩短它们的使用寿命，需要定期进行壁面维护工作。
它们通常高5-30米，有的甚至高达百米，会给操作人员带来不便和危险。
因此本课题拟设计一爬杆机器人，可以在没有障碍的光杆上爬行，代替人工进行这些高空危险作业，从而把人从危险、恶劣、繁重的劳动环境中解脱出来。
具有良好的经济效益和社会效益。
2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）机器人技术是近30年来迅速发展起来的一门综合学科。
它综合了力学、机构学、机械设计学、计算机工程、自动控制、传感技术、电液驱动技术、人工智能、仿生学等学科的有关知识和最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就。
尤其是进入80年代以来，机器人技术的进步与其在各个领域的广泛应用，引起了各国专家学者的普遍关注。
许多发达国家均把机器人技术的开发、研究列入国家高新技术发展计划。
移动机器人作为机器人学的一个重要分枝，其研究工作始于20世纪60年代。
移动机器人的最成功应用是自动化生产系统中的物料搬运，用于完成机床之间、机床与自动仓库之间的工件工具传送。
移动机器人的运动灵活性能，大大增加了生产系统的柔性和自动化程度。
现在，移动式机器人的研究开发除上述应用外，还涉及许多其他应用领。
如在建筑领域完成混凝土的铺平、壁面的装修、检查和清洗：采矿业中行隧道的掘进和矿藏的开采、农林业中从事水果采摘、树枝修剪、圆木搬运；军事上用于探测侦察、爆炸物处理。
福利方面进行盲人引导，病员护理等。
爬行机器人是机器人大家族中的一员，爬升机器人因为需要克服重力的作用而可靠地依附于爬升表面上并自主移动，完成特定条件下的作业，区别于平面移动机器人，故爬升机器人是机器人领域的一个重要研究分支，从运动方式上来表征的一种机器人，形式是多种多样的。
管道攀爬机器人结构设计及行走动力特性分析
管道攀爬机器人结构设计及行走动力特性分析一、结构设计：1.机器人主体结构：管道攀爬机器人的主体结构一般由多个可伸缩的模块组成，每个模块包括一个电机、行走轮和一个伸缩杆。
2.伸缩机构：机器人通过伸缩杆来适应不同管道尺寸。
伸缩杆一般采用多节设计，每个节段之间通过齿轮或链条进行连接，以实现伸缩功能。
3.行走轮和传动机构：机器人采用行走轮来实现在管道内的行走。
行走轮通常由橡胶材料制成，提供良好的摩擦力。
传动机构一般为电机与行走轮的传动装置，通常采用齿轮传动或链条传动。
4.控制系统：机器人的控制系统包括传感器、执行器和控制器。
传感器可以感知机器人的位置、姿态和环境条件等信息，以便进行自主导航和任务执行。
执行器包括电机和伸缩杆等组件，用于控制机器人的运动和伸缩。
控制器负责接收传感器信息，并根据预设的算法控制机器人的运动。
二、行走动力特性分析：1.爬行速度：管道攀爬机器人的爬行速度取决于行走轮的直径、电机的转速和传动机构的设计等因素。
一般来说，机器人爬行速度应该足够快，以提高任务完成效率。
2.负载能力：机器人承载工具和传感器进行任务执行，因此需要具有较大的负载能力。
负载能力的大小与机器人的结构强度和设计参数有关。
3.自稳定性：机器人在管道内行走时需要具备较好的自稳定性，以应对管道内的复杂环境。
自稳定性主要通过控制系统实现，通过传感器检测机器人的姿态和环境条件，并及时做出调整。
4.能耗与动力供应：管道攀爬机器人通常采用电池供电，因此需要考虑能耗和续航时间。
一般通过优化结构设计和控制算法，减小阻力和能耗，延长电池寿命。
5.适应性：管道攀爬机器人需要适应多种管道的尺寸和形状。
因此，其结构设计应具有一定的自适应性，能够根据管道的不同尺寸进行伸缩和调整。
综上所述，管道攀爬机器人的结构设计和行走动力特性是保证机器人能够在管道内进行任务执行的关键要素。
通过合理的结构设计和动力调节，可以使机器人具有较高的工作效率和可靠性，适应不同尺寸和形状的管道。
毕业设计：爬杆机器人理论方案设计说明书
++ 爬杆机器人理论方案设计说明书学校名称：中国计量学院学生队长：学生队员：指导教师：联系方式：二0 0五年一月目录一．方案构思---------------------------------------------1 二．机械部分---------------------------------------------3 三. 电控部分---------------------------------------------17 四．设计小结---------------------------------------------19一方案构思我们通过三个手臂来抓紧杆件再通过手臂上的电机来实现机器人的爬升和下降。
原理上两个就能实现,但三个手臂是一作联结,二可起稳定作用。
手臂上升下降是通过齿轮齿条来实现的。
二．机械部分1．机器人的整体装配图如下：图1我们是通过三个手臂爬杆的，上手臂装在一个齿条的最上端，并且固定，在具体设计时我们可以使上手臂有一定的上下和左右转动范围,具体的设计将在下面介绍。
下手臂装在下杆C上齿条的下端,中间手臂固定在滑槽上,上手臂的上升和下降是通过装在滑槽上端的电动机带动齿轮啮合齿条来实现的.下手臂的上升和下降是通过装在滑槽下端的电动机带动齿轮啮合齿条来实现的,中间手臂的升降是通过上下两对齿轮齿条反转来实现的。
2．路面行走结构在地上行走，我们通过装在下手臂上的三个车轮来实现地面上的行走，动力由后车轮上的两个电机来提供，用两个电机主要是为了能实现走弯路，具体的三视图形如下：图2 底部车轮结构2 机器手臂的设计图3 机械手的结构我们设计的这个机器手采用了曲柄滑块机构，A，B，C点处安装了橡胶皮，1，2两点固定在支撑板上，当滑块W向前移动时，根据杆子的结构，A，B，C点将向中心收缩，产生一个收缩的趋势，就抓紧杆件。
当滑块W 向后移动时，A，B，C点会张开，即松开杆件。
再配合机构的移动构件，机械手就能很好的实现上升和下降。
攀爬机器人结构设计论文
攀爬机器人结构设计论文攀爬机器人是一种特殊的机器人，其主要用途是在复杂环境中进行探索和检测。
其设计需要考虑其结构特点和机器人本身的技术特点，以确保其能够稳定地攀爬并完成任务。
本文将讨论攀爬机器人结构设计的一般原则和具体要求，以帮助我们更好地理解和认识这种机器人的设计。
一、攀爬机器人的结构特点攀爬机器人主要包含两个部分：底盘和攀爬机构。
底盘用于提供机器人的稳定性和移动能力，而攀爬机构则用于机器人在攀爬时的定位和支撑。
由于攀爬机器人的应用环境通常都很恶劣，例如高空、崎岖不平的地形、狭小的空间等，因此在设计中需要考虑以下几个方面的问题：1. 机器人的受力问题攀爬机器人在攀爬时，往往需要承受较大的重量和惯性力。
因此，在结构设计中需要采用高强度、轻量化的材料和结构形式，同时考虑机器人内部的支撑和固定。
2. 机器人的稳定性问题攀爬机器人在攀爬过程中，因为受到的外力和持续控制的偏差等因素的影响，很容易出现晃动和失稳问题。
因此，设计中需要考虑机器人的自我稳定性和机械性能。
3. 机器人的定位问题攀爬机器人在攀爬过程中，需要对其位置和姿态进行精准的定位和控制，以确保其能够准确地完成任务。
因此，在设计中需要考虑使用可靠且高精度的定位和控制系统。
二、攀爬机器人结构设计的一般原则攀爬机器人的结构设计需要考虑诸多因素，因此需要遵循以下一般原则：1. 结构应具有良好的设计安全性能，确保机器人可以在复杂的环境中安全地运行和攀爬。
2. 结构应具有良好的适应性和可变性，以应对不同环境和任务的需求。
3. 结构应具有良好的稳定性，以确保机器人在攀爬过程中可以保持稳定和平衡。
4. 结构应具有良好的可维护性和易修复性，以便在需要时更换或修理部件。
5. 结构应具有良好的工艺性能和经济性能，以确保整个结构可以在一定的成本范围内生产和维护。
三、攀爬机器人结构设计的具体要求攀爬机器人的结构设计具体要求如下：1. 底盘的设计底盘的设计是攀爬机器人结构设计的核心。
新型爬杆清洁机器人的设计与仿真
新型爬杆清洁机器人的设计与仿真针对变直径杆件，设计一种爬杆清洁机器人。
该机器人由上机械手、下机械手、曲柄连杆机构等组成。
上机械手和下机械手分别模拟人的上肢和下肢，轮流夹紧杆体，在曲柄连杆机构的驱动下，实现机器人的攀爬运动。
在机器人本体上安装有清洁刷，在机器人攀爬过程中实现自动清洁。
通过控制上机械手和下机械手夹紧和松开杆体的顺序，即可实现机器人的攀爬方向。
利用Solid Works对该爬杆清洁机器人的结构进行三维建模和运动仿真分析。
仿真结果表明，该机器人不仅可实现变直径杆件的攀爬清洁，还可实现对杆件某一部位的反复清洁。
标签：爬杆机器人；变直径杆件攀爬；仿生机器人；运动仿真随着经济的不断增长，城市中出现了更多的集实用性与美观性于一体的路灯杆、电线杆、广告牌立柱及大桥钢索等杆件物体，它们常年裸露在空气中，会受到酸性物质的腐蚀，缩短使用寿命，影响美观，所以需要定期进行维护。
但高空作业存在劳动强度大、效率低、危险性大、成本高等问题。
因此国内外学者对爬杆机器人进行了很多研究，郭志东等人发明了一种道路灯杆擦洗清洗设备，该装置机构庞大笨重，造价很高，而且在使用过程中所消耗的能源很大，制约了在实际工程中的应用。
李楠等人提出一种多姿态爬杆机器人，可在一定程度上适应变径杆的三角攀爬，但该装置需要7个电机进行协同操作，机构繁琐笨重，适用性不强。
本文设计了一种可以适应不同直径的仿生爬杆清洁机器人，它不仅可以实现高效环保地对杆件进行清洁，而且具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点。
另外，该机器人还可以用于杆件类外表面的喷漆美化等。
1 爬杆清洁机器人结构设计1.1 爬杆清洁机器人的结构组成机器人整体结构由上机械手，下机械手，曲柄连杆机构、清洁刷、以及驱动机构等组成。
上机械手部分固定在套筒上，套筒套在导杆上，并且可以沿导杆滑动；下机械手部分固定在导杆上。
机械人模拟人爬树的动作，上机械手和下机械手分别模拟人的上肢和下肢，轮流夹紧杆体；上机械手和下机械手部分通过曲柄连杆机构进行连接。
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2019.10科学技术创新-179--种新型爬杆机器人的结构设计与分析
邹佳航秦梦瑶王帅洋
(河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003)
摘要：随着科学的进步和时代的发展，高空工作的高度在逐步增加，人工作业也愈发困难；本文设计了一款爬杆机器人来解决现实生活中人工作业中遇到的问题。
通过对目前国内外爬杆机器人的现状进行调查研究，我们提出了一种新型爬杆机器人的方案并进入实体设计阶段。
本文对这种爬杆机器人的结构设计、力学分析，动力装置进行了介绍「
关键词：爬杆机器人；结构设计；力学分析
中图分类号:TP242文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019)10-0179-02
1绪论
随着科技的进步.机器人技术的发展也在不断地提高,越来越多的高危性、高重复性工作被机器人取代,甚至一些人类无法完成的任务，在机器人看来却是轻而易举。
无论是大城市或是乡村，我们都可以看到无数的电线杆、路灯杆等杆类，电线杆上的电气设备、路灯杆上的灯经过长时间的风吹日晒，极容易损坏，需要定期的维修和保养。
由于目前仍是以人工作业为主，导致高空作业不仅效率低下.人工成本昂贵而且安全系数很低。
为了解决这些难题我们设计了一种爬杆机器人，用于代替维修工人爬杆进行高空作业。
目前,虽然国内外已经设计出了多种爬杆机器人.但都具有各n的局限性例如采用气动蠕行式爬杆器来解决变直径杆的爬行,由气压控制其上升和下降，对气缸要求较高。
导致更高的设备成本和维护成本;双手爪爬机器人具有较强的攀爬功能,但因为需要交替两爪攀爬,爬行速度较低；仿尺镀步态的爬杆机器人结构简单、成本低廉.由于采用了摩擦自锁，所以只能上升无法下降。
2结构方案设计
如果想实现机器人可以在杆上自由上下移动，必须要具备两种功能:贴附功能和移动功能。
H前所了解的贴附方式有两种，分别为吸附式和夹持式,而运动方式有履带移动、轮式移动、爬行移动及蠕动移动四种根据这些不同的方式我们可以进行多种结合,来设计出功能多样的机器人。
本次方案设计主要采用轮式爬杆机器人的结构形式如图1所示,采用圆柱环抱式结构，三条手臂夹持,保证平稳性,且具有6个滚轮驱动,分上下两个独立的驱动体系,并通过气动弹簧将滚轮与杆体的表面夹紧，使机器人在杆上作业时受力相对更均匀、合理利用滚轮和杆体之间的摩擦力，再通过电机正反转带动滚轮转动,以达到机器人能在杆体表面上下移动的目的。
轮式爬杆机器人具有结构简单、可操作性强、控制方便、移动速度快、接触面积小、电机驱动、成本低、效率高、精度高等优点。
3结构设计与分析
3.1爬杆机器人的手臂设计
此款机器人的单侧手臂设计如图2所示。
为了爬行的稳定性,此款机器人设有三个夹紧臂,每只手臂由两个滚轮和两个气压弹簧组成.根据一般情况可知杆的直径范围为100mm~200m m,利用机械结构和气圧弹簧的巧妙结合，气压弹簧能够使此款机器人适应一定直径的杆,并且能够很好地贴附在杆上，电机带动与杆接触的轮子，使得整个爬杆机器人可以在杆上移动。
考虑到与杆接触的材料所需的摩擦系数越大越好，所以我们选择硬橡胶材料作为滚轮的材料硬橡胶材料经济实惠、应用范围广，并且摩擦系貂艮高。
同时为了增大摩擦.还要使滚轮与杆的接触面积达到最大,对滚轮的形状也有一定的要求
3.2机器人夹紧力的分析
机器人在杆上运动时，需要克服外力进行运动,外力包括自身的重力及负载的重力木次设计中，机器人的动力由6个电机提供,其中比较关键的是滚轮的摩擦系数卩和夹紧力R。
滚轮表面与杆表面的聚乙烯材料接触.我们取其静摩擦系数g).7,设机器人所加负载后的总质量m=10Kg。
通过夹紧臂的夹紧力使滚轮对杆产生一定的斥力，从而产生有益的摩擦力，我们对其中一对滚轮进行分析可得：
f=G.(1)
$=1/3mg(2)
f=叭⑶可得：F>mg/3//(4)
式中:f—滚轮与杆之间的静摩擦力:G,—
—三对(转下页
)
-180-科学技术创新2019.10
DSG5型降水现象仪在实际气象观测中准确性浅析
刘非田世芹孙亚丽
(山东省滨州市气象局，山东滨州256600)
摘要：本文通过结合滨州国家气象站安装的DSG5型降水现象仪平行观测实际，介绍了DGS5型降水现象仪设备工作原理，并对DSG5型降水现象仪的自动观测资料与人工观测资料进行对比，分析出DSG5型降水现象仪在实际观测应用中的准确性。
关键词：降水现象仪；工作原理；准确性
中图分类号:P415.1文献标识码:A
1概述
随着社会技术的进步，气象站自动化的程度逐渐加快，降水现象观测实现自动化.将有效提高观测的质量和频次，为预报服务提供更多有价值的气象观测信息。
本文介绍了DSG5型降水现象仪的工作原理，对比了滨州国家气象站2017年12月至2018年4月降水现象自动观测数据与人工观测数据，比较出DSG5型降水现象仪观测实际应用的准确性。
2DSG5型降水现象仪工作原理
DSG5型降水现象仪的工作原理是一个能够发射水平光束的激光传感器，激光器大小为47.4mm*41mm*12mm(长*宽*高),其发射器和接收器集成在密闭的机壳中。
当激光束里没有降水粒子降落穿过时，接收器的输岀电压最大。
降水粒子穿过水平光束时以其相应的直径遮挡部分光束，因而降低了输出电压，从而可以确定降水粒子的直径大
文章编号：2096-4390(2019)10-0180-02
小。
3DSG5降水现象仪自动观测数据准确性分析
DSG5型降水现象仪由于是初次投入业务运行，其在地面观测中的实际效果仍需进一步确认。
本次数据准确性分析的数据来源为滨州国家气象站降水天气现象的人工与自动观测数据。
数据选取17年12月1日-18年4月30日的资料。
3.1参考标准的确定
由于滨州站为一般站，无24小时值班，为了保证天气现象记录的准确性，本次选取的观测时次为每日()8时至当日20时，参考标准以人工观测记录为准。
3.2数据准确性分析方法
DSG5降水现象仪对降水天气的记录与人工记录不同，DSG5降水现象仪每分钟记录的现象都是实际观测到的，如果前后两次记录之间无现象且小于15分钟,天气现象时间不合并记录。
这样导致无法通过具体的数据来定量分析自(转下页)
滚轮其中一对滚轮分担的重力;M—
—机器人加负载后的总质量; 2—杆与滚轮接触的静摩擦系数凤—
—滚轮作用在杆上的压力。
经过计算可知，我们必须选择恰为的弹簧撑杆，使得夹紧力Fi2mg/3/i。
经过计算，所需弹簧长度为llOmm.K值至少为1.6N/mm,因为杆体表面会有凸起或者下陷，影响机器人的爬升性能，因此需要适当提高K值。
3.3电机的选择
我们取滚轮表面与杆表面的静摩擦系数日.7,机器人所加负载后的总质量m=10Kg,电机的转矩为M,滚轮的半径为r,因为每个电机带动一个滚轮转动，所以我们对单个滚轮进行分析,可得：
M=y(5)
f=码(6)式中:I一滚轮半径;M—
—电机的转矩；
根据各个参数的估值，可以得岀上升所需要的转矩为0.5N-m,所以根据相关资料，我们需要选取相应的直流电机来满足转矩条件。
最大转速n”额定转速N,额定扭矩T,额定功率P,额定电压U。
电动机扭矩的计算公式为：
T=9550P//V(7)式中:T------电机实际扭矩;----电机额定功率;N------电机额定转速；
综上可得，若想使机器能够上下来回移动,电机所需要的转矩应该大于0.5N・m,从而实现电机的选取。
4结论
本次设计的爬杆机器人利用机械和气压弹簧的巧妙结合使滚轮与杆的表面构成一定的压力,通过静摩擦力来实现夹紧。
同时,我们用电机作为驱动装置来驱动滚轮旋转，从而实现机器人上下移动。
所设计的夹紧装置和驱动装置结构简单，通过添加不同的结构,可以在不同的杆体上，完成不同的作用,且两者在材料的选择上都《方便，应用范围广、实用价值高、可推广性强.成本低廉。
用电机作为驱动,使该机构节能、不污染环境,并具有很强的可持续性。
本次设计只是一个基础的设计,许多地方还很不完善，需要在以后的研究中进行不断的改进。
还需要优化承载平台的结构设计，使其能够成为承载各种功能设备的承载平台.为高空作业提供支撑。
另外,还需要继续研究该机器的控制系统，在现有的机器人机构基础上，添加智能控制部分，使之可以适应更复杂的工作要求。
参考文献
［1］贾海明.基于ADAMS的爬杆机器人动力学仿真研究［I)|.
［2］陈明森.爬杆机器人运动原理及动力学研究［D］.武汉：武汉理工大学2009.
［3］束方耀，戴丽华,邹壮志，等.声控自平衡小车的设计与研究［J］.电子制作2018(17).
项目资助：河南科技大学2018年度大学生研究训练计划(SRTP)项目编号：2018018。
作者简介：邹佳航(1997-),男，汉族，吉林省吉林人，河南科技大学机电工程学院本科在读生。