攀爬机器人技术

　　《攀爬机器人技术》以架空输电线路巡检机器人和壁面攀爬机器人为典型实例， 详细介绍了相关机器人移动机构、嵌入式控制系统、通信以及能源系统等的设计与实现。本书可供从事机器人及相关领域的科研和技术人员参考。

　　房立金，东北大学，机械与自动化学院教授，博士生导师，副院长，主要研究方向为机器人仿生自主及智能控制、分布式控制系统、移动机器人、并联机床等机电自动化系统研究与设计。长期开展相关基础理论研究、高技术攻关及系统研发工作，参加或负责完成了多项课题研究。

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