0引言

在我国矿山工程行业中，工程人员经常会把提升钢丝绳看作是一种低值易耗品，对钢丝绳的管理和养护不是很重视。然而钢丝绳会涉及到工程和人身的安全，其管理和养护也是煤矿工程安全的重要问题之一。目前钢丝绳的养护还是靠人工来完成，存在效率低、劳动强度大等问题，因此设计一种能够携带清洗养护装置的钢丝绳攀爬机器人代替人工养护是本领域急需解决的问题。对于攀爬钢丝绳这种细长结构的机器人国内外有一定的研究。如Ali Baghani等人？设计了一种滚轮式爬杆机器人。该机器人通过弹簧预紧力使得机器人牢牢抓住杆件，通过电机驱动滚轮实现机器人的上下攀爬动作。Ho Moon Kiml设计了一种适用于悬索桥钢缆检测的攀爬机器人。该机器人借助电机推动上下两根传动杆反向运动，使得滚轮夹紧杆件，再通过滚轮实现机器人的攀爬动作。由于轮子存在打滑问题，上述结构均不适合在涂有润滑油的钢丝绳上使用，因此需要设计一种能在涂油的钢丝绳表面进行运动的机构，且要求运动效率高、攀爬稳定。
1钢丝绳攀爬机器人的结构设计为了保证机器人能在竖直钢丝绳表面上上下攀爬，通过对比分析各种钢丝绳攀爬方法的优缺点，最终选择采用仿尺蟆的攀爬原理进行钢丝绳自动攀爬机器人的结构设计。整个结构分为内部攀爬装置和外部攀爬装置两个部分。两个部分通过齿轮齿条进行传动，并通过电磁铁进行交替夹紧与放松。当一部分结构夹紧时，另一部分结构放松，可实现上下移动，其结构设计模型如图1（a）所示，图1（b）为实物模型图。