中国制造2025出版工程:攀爬机器人技术

本书为“十三五”国家重点出版物出版规划项目，由国内知名专家编写，详细介绍了攀爬机器人的设计原理与机构，结合输电线路巡检机器人以及壁面攀爬机器人的实例，介绍相关的计算与设计思路，适宜从事机器人相关专业的技术人员参考。

《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国 家 级课题研究。

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