【正文】 只要能在桿上爬來爬去，并能實(shí)現(xiàn)一定的功能，那么我就是比較成功的?？死撕瓦~克爾 第三，爬桿機(jī)器人的功能設(shè)定。在它的上面也沒有釘子、口香糖等障礙。（3）桿的表面是什么樣的。不會(huì)來回?cái)[動(dòng)，也不會(huì)倒下。它在空間的位置時(shí)任意的，所以重力對(duì)于機(jī)器人來說既不能拿來利用，也不能視而不見，要將它的影響降低至最小。但至少可以在某一種桿上順利爬行，它的直徑可以使25mm或者是市場(chǎng)上現(xiàn)成的在2030mm之間的桿。我所設(shè)計(jì)制作的是爬桿機(jī)器人，所以這個(gè)桿是非常重要的。但是我們不需要額外考慮諸如灰塵、雨雪、低溫以及強(qiáng)烈震動(dòng)等惡劣環(huán)境下機(jī)器人的設(shè)計(jì)問題，即使在以后的實(shí)際應(yīng)用中這些是必須的，所以，在本設(shè)計(jì)中，將不會(huì)有這些功能模塊。 對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析面對(duì)爬桿器人的設(shè)計(jì)這個(gè)課題，我們首先要做的是把這個(gè)課題簡(jiǎn)化，希望所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好，而不是讓它復(fù)雜起來。在布置各部件時(shí)，除考慮部件自身占據(jù)的空間地位外，還要給予檢查、維修及更換部件時(shí)所必要的空間。 （3）從機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境來看，由于在桿上爬行，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮空間對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸的限制，力求機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。由于爬行設(shè)備的特殊性，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的主要問題有：（1）從機(jī)器人爬桿動(dòng)作的特殊性及提高運(yùn)動(dòng)型和安全性方面考慮，需盡量使爬桿機(jī)器人的體積小、重量輕。輪式爬桿機(jī)器人的本體是執(zhí)行爬行運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)和清洗維護(hù)設(shè)備的搭載平臺(tái)，因此本體機(jī)構(gòu)是整個(gè)系統(tǒng)的重要組合部分。模塊化設(shè)計(jì)的核心思想是將產(chǎn)品進(jìn)行模塊劃分后，通過對(duì)某些模塊進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或變異設(shè)計(jì)得到新的產(chǎn)品。模塊之間除標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械與電氣連接接口外，其設(shè)計(jì)相互獨(dú)立。模塊化產(chǎn)品，通常按功能將產(chǎn)品劃分為若干單元，并使功能單元獨(dú)立化，這些單元被稱為功能模塊，然后由功能模塊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的總功能。 進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先把產(chǎn)品劃分為若干模塊，然后以模塊為基本單元進(jìn)行設(shè)計(jì)。模塊化又稱模件化，模塊化的定義有很多種，但是按其概念有如下的定義：由若干個(gè)具有不同用途（或性能）并可互換的模塊，經(jīng)不同的組合，以滿足不同需要的這種方法稱之為模塊化。 模塊化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論 模塊化設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)不斷發(fā)展的過程中逐步形成，是一種設(shè)計(jì)方法。 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)爬桿機(jī)器人，使其能完成所要求的相關(guān)任務(wù)；繪制主要零件圖，繪圖量不少于3張零號(hào)圖；編寫設(shè)計(jì)說明書20000字以上；參考文獻(xiàn)15篇以上；翻譯外文資料5000漢字以上。而對(duì)于它所存在的缺點(diǎn)，像輪式爬桿器易打滑這點(diǎn)，我們可以通過選擇與電線桿等桿狀物接觸的材料如橡膠材料來改善其易打滑的缺點(diǎn)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)有很多種，常見的機(jī)構(gòu)有：不完全齒輪齒條雙側(cè)停息機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、圓柱齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋絲桿機(jī)構(gòu)等。對(duì)于輪式爬桿機(jī)器人，它具備以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，控制方面，移動(dòng)速度快，接觸面積小，而且易采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，這種驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)精度高，方便，成本低，驅(qū)動(dòng)效率高。運(yùn)動(dòng)速度慢，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，間歇移動(dòng)，速度慢，關(guān)節(jié)和足數(shù)多，控制復(fù)雜。履帶磨損大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)動(dòng)性差。接觸面積小，越障能力差，易打滑。各種移動(dòng)方案的比較見表22所示。此外，還應(yīng)考慮機(jī)器人的工作環(huán)境、耐久性、穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)性、可控性、復(fù)雜性、外型尺寸及制作費(fèi)用等。各種貼附方式的優(yōu)缺點(diǎn)和比較如表21所示。吸附式是通過面接觸方式緊貼于壁面上，夾持式是靠點(diǎn)夾緊在桿上。貼附方式有吸附式和夾持式兩種，運(yùn)動(dòng)方式有輪式、履帶式、腿式及蠕動(dòng)式四種。其中運(yùn)動(dòng)仿生下的劃分也可看作基于不同運(yùn)動(dòng)機(jī)理的仿生機(jī)器人分類。從本質(zhì)上來講，所謂“仿生機(jī)器人”就是指利用各種光、機(jī)、電、液等各種無機(jī)元器件和有機(jī)功能體相配合所組建起來的在運(yùn)動(dòng)機(jī)理和行為方式、感知模式和信息處理、控制協(xié)調(diào)和計(jì)算推理、能量代謝和材料結(jié)構(gòu)等多方面具有高級(jí)生命形態(tài)特征從而可以在未來的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下精確的、靈活的、可靠的、高效的完成各種復(fù)雜任務(wù)的機(jī)器人系統(tǒng)。仿生機(jī)器人就是模仿自然界中生物的外部形狀或某些機(jī)能的機(jī)器人系統(tǒng)。所以，仿生機(jī)器人必將是超出人類一般需求之前探索的一門真正的前沿科學(xué)。在他看來，模仿生物活動(dòng)機(jī)能和身體結(jié)構(gòu)的仿生機(jī)器人，應(yīng)當(dāng)是機(jī)器人研究領(lǐng)域未來的發(fā)展方向?！?004年8月在沈陽(yáng)舉行的“2004IEEE機(jī)器人學(xué)與仿生學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議”上，與會(huì)的機(jī)器人學(xué)專家這樣表示。而非結(jié)構(gòu)化的、未知的工作環(huán)境、復(fù)雜的精巧的高難度的工作任務(wù)和對(duì)于高精度、高靈活性、高可靠性、高魯棒性、高智能型的目標(biāo)需求則是仿生機(jī)器人提出和發(fā)展的客觀動(dòng)力。 仿生機(jī)器人概述 生物在經(jīng)歷了千百萬年的進(jìn)化之后，由于遺傳和變異的原因，已經(jīng)形成了從執(zhí)行、感知、控制方式，一直到信息加工處理、組織方式等諸多方面的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處。 目前存在的問題由上面敘述及調(diào)研知目前國(guó)內(nèi)外所設(shè)計(jì)制造的各種電機(jī)機(jī)械式爬桿器有一個(gè)缺陷：它們大多只能依靠氣動(dòng)蠕行式爬桿器來解決變直徑桿的爬行，其上升和下降由氣壓控制，還需要?dú)鈩?dòng)控制系統(tǒng)，因此其設(shè)備成本和維護(hù)費(fèi)用較高。國(guó)外有代表性的有東京大學(xué)研制的關(guān)節(jié)型行走機(jī)器人，賓夕法尼亞州大學(xué)研制的Rise系列攀爬機(jī)器人，德國(guó)西門子公司研制出仿蜘蛛的爬桿微機(jī)器人。如此反復(fù)，機(jī)器人就可以連續(xù)爬行。如果工作阻力和重力大于摩擦力就不能安全運(yùn)作，且機(jī)器人總體機(jī)構(gòu)較復(fù)雜。螺旋運(yùn)動(dòng)爬桿機(jī)器人的爬行動(dòng)作是由輪子的安裝位置決定的，輪子滾動(dòng)方向與水平面成一定角度，這樣輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它在桿體上形成的是螺旋軌跡，沿此軌跡通過電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)該機(jī)構(gòu)便可實(shí)現(xiàn)上升和下降運(yùn)動(dòng)。目前，國(guó)內(nèi)外提出的一些依附于桿體表面的自動(dòng)爬行機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)械式爬桿機(jī)器人、電動(dòng)液壓式爬桿機(jī)器人和氣動(dòng)蠕行式爬桿機(jī)器人等等。對(duì)于管道外壁表面，已有車輪移動(dòng)形、姿態(tài)可變形、尺蠖形和多關(guān)節(jié)形機(jī)器人，用于石油、化工企業(yè)等多為水平管線上的檢查和診斷，且牽引力較小。爬升機(jī)器人與一般地面移動(dòng)機(jī)構(gòu)的最明顯不同是需克服重力的作用可靠地依附于爬升表面上并自主移動(dòng)，完成特定條件下的作業(yè)。爬桿機(jī)器人并不少見，但是通常來說，這類機(jī)器人大多采用多足來進(jìn)行移動(dòng)或是使用腹部的摩擦表層來左右扭動(dòng)前進(jìn)。根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)方式和功能等可以設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)和用途的爬行機(jī)器人，如氣動(dòng)爬行機(jī)器人，電磁吸附多足式爬行機(jī)器人、電驅(qū)動(dòng)壁面焊弧爬行機(jī)器人等。按工作空間來分可分為：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)爬行機(jī)器人、水下機(jī)器人、空間機(jī)器人等。按驅(qū)動(dòng)方式來分可分為：氣動(dòng)爬行機(jī)器人、電動(dòng)爬行機(jī)器人和液壓驅(qū)動(dòng)爬行機(jī)器人等。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其存在的問題 爬桿機(jī)器人的分類爬桿機(jī)器人的種類多種多樣。本課題旨在設(shè)計(jì)一種新型的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用、價(jià)格便宜、操作簡(jiǎn)便的使用與路燈桿等桿類的可搭載清洗、維護(hù)設(shè)備的爬桿機(jī)器人，以解決當(dāng)前城鎮(zhèn)中存在的桿狀清洗等問題。因此，我們需要設(shè)計(jì)一種爬桿機(jī)器人，使得它代替工人進(jìn)行高空作業(yè)，改善工人的工作環(huán)境，提高工作效率，大大降低高層桿狀的清洗成本，或許將帶來清洗業(yè)的一次創(chuàng)新與革命。如果采取高壓水槍清洗，則太浪費(fèi)人力物力，得不償失了。這些桿類長(zhǎng)年累月的暴露在空氣中，很容易受到腐蝕和污染，不僅影響著城市的美觀，而且縮短了它們的壽命，也大大提高的它的危險(xiǎn)性，對(duì)人們?cè)斐芍T多不便與危險(xiǎn)。如今進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著科技的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化進(jìn)程的日益加快，機(jī)器人的創(chuàng)新與研究越來越成為一個(gè)國(guó)家科技力量的具體體現(xiàn)，越來越多的機(jī)器人已成為各個(gè)領(lǐng)域重要的組成部分，因此機(jī)器人的發(fā)展也日益成熟，為人們的生活提供了更多的方便與快捷。但大家是否可以給耳熟能詳?shù)臋C(jī)器人一個(gè)準(zhǔn)確的定義呢？有人認(rèn)為機(jī)器人無所不能，有人認(rèn)為機(jī)器人必須像人。進(jìn)入21世紀(jì)，人們也愈來愈親身感受到機(jī)器人深入產(chǎn)業(yè)、深入生活、深入社會(huì)的堅(jiān)實(shí)步伐。所以我們必須走進(jìn)它，了解它。同時(shí)機(jī)器人技術(shù)也是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，自60年代初問世以來，經(jīng)歷40余年的發(fā)展已取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。 driven program目 錄 第一章 緒論……………………………………………… 背景 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其存在的問題第一章 緒論 背景“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是本世紀(jì)自動(dòng)控制最有說服力的成就，是當(dāng)代最高意義的自動(dòng)化”。關(guān)鍵詞：爬桿機(jī)器人；設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)方案ABSTRACT With the development of science and technology advances, the robot has increasingly bee an integral part of people’s lives, in this graduation project, we study the pole climbing robot in the Robot family, hopes to create both simple and practical climbing pole robots to meet the corresponding needs. Firstly, this paper introduces the background of the climbing pole robot in our own country and abroad some thing of the robot’s climbing pole position and the corresponding number of problems, followed by the choice of climbing pole robot program parison and analysis, after entering the robot’s physical design stage. Secondly, the paper focuses mainly on the corresponding design of the robot climbing pole, including the robot arm of the climbing pole design, the design of the main frame and the design of the rotation axis, and drive program selection made the corresponding analysis and parison. Finally, I have a summary and outlook on the design.Key words: climbing pole robot。 其次，論文的重點(diǎn)主要是對(duì)爬桿機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，其中包括爬桿機(jī)器人擺臂的設(shè)計(jì)，主框架的設(shè)計(jì)和旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)等等，同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)方案的選擇也做了相應(yīng)的分析和比較。8. 主要參考文獻(xiàn)[1]費(fèi)仁元，[M]. 北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，1998.[2]方建軍. 智能機(jī)械人[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.[3]趙松年. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[4]黃真. 空間機(jī)構(gòu)學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.[5]徐元昌. 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[6]Dennis Clark, Mocharl Owings. Building robot drive trains [M]. 北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2004.[7]張海洪，龔振邦. 壁面自動(dòng)清洗機(jī)器人清洗工藝分析[J].機(jī)電一體化，2001.[8]蔣新松. 機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1994.[9]宗光華. 機(jī)器人的創(chuàng)意設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.[10]吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)禁忌1000例[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.[11]朱世強(qiáng)，2001.[12]趙興飛，周憶，[J].