附件C：譯文

用于建筑和服務(wù)行業(yè)的最小自由度混合式爬竿與操作機(jī)器人的設(shè)計(jì)與樣機(jī)研究

M. Tavakoli1, M.R. Zakerzadeh2, G.R. Vossoughi3, and S. Bagheri4
1 Msc. Graduate student in mechanical engineering, Sharif University of
Technology, Tehran, Iran,
m.tavakoli@mehr.sharif.edu
2 Msc. Graduate student in mechanical engineering, Sharif University of
Technology
3 Associate Professor of mechanical engineering, Sharif University of Technology
4 Assistance Professor of computer science, Sharif University of Technology

摘要:
本文討論了一個(gè)四自由度的多任務(wù)爬竿與操作機(jī)器人的概念、設(shè)計(jì)、建模與樣機(jī)?；旌鲜脚栏团c操作機(jī)器人能夠沿著具有彎道、分支以及臺(tái)階變化的橫截面的管狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，具有2個(gè)移動(dòng)自由度和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的混合式串聯(lián)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)為這些機(jī)器人提供了良好的解決方案。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到目的地后，也能夠執(zhí)行操作、修理和維護(hù)任務(wù)。論文在討論了機(jī)構(gòu)的概念后，也提出了建模和詳細(xì)設(shè)計(jì)方面的一些問題最后還討論了機(jī)器人機(jī)構(gòu)的樣機(jī)的一些問題。

1.介紹
由于攀爬機(jī)器人在高大建筑的維護(hù)，農(nóng)業(yè)豐收，高速路和橋梁的維護(hù)和船廠生產(chǎn)設(shè)施等上的重要應(yīng)用，近些年他們?cè)絹碓奖蝗藗冎匾暋?br>用串行多臂機(jī)器人來完成攀爬任務(wù)，需要更大的自由度，如果沒有在混合的工作空間中對(duì)機(jī)器人做必要的能力提升，一系列的配置就會(huì)在節(jié)點(diǎn)處需要更大的扭矩，而這又需要大功率的勵(lì)磁機(jī)，并造成較小的有效載荷重量比，在攀爬機(jī)器人中這點(diǎn)十分關(guān)鍵。相比之下采用并行平臺(tái)，可以使重量/功率比減小，并允許更大的有效載荷。
更早的研究區(qū)域集中在6自由度的普通棱柱形球面機(jī)制中[1]~[2]。
Saltar′en et al.建模并仿真了一個(gè)6自由度并行機(jī)器人氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，該模型機(jī)器人有一個(gè)很大的有效載荷能力，這在工業(yè)攀爬機(jī)器人領(lǐng)域是一個(gè)很重要的突破 [3]。
Later R Aracil et al.編造了并聯(lián)機(jī)器人自主攀爬沿管狀結(jié)構(gòu)。這種機(jī)器人用一個(gè)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)作為支撐。這個(gè)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)由6個(gè)氣缸與伺服控制，其機(jī)制也使用六汽缸作為夾持器（ 每個(gè)夾持器3缸） ，總共使用了12個(gè)驅(qū)動(dòng)器，但并沒有把驅(qū)動(dòng)器作為機(jī)械臂[4]。這種機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，并有能力在任何方向上通過彎管，讓它適合做沿彎管的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。所以有必要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)化，讓它有能力去像人一樣動(dòng)作，并有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，最少的自由度和最少的驅(qū)動(dòng)器數(shù)目。然而在機(jī)制中使用氣缸會(huì)有一個(gè)問題，那就是如何把壓縮空氣從壓縮器中轉(zhuǎn)移到缸體中。
但是在近些年一些工業(yè)應(yīng)用像機(jī)器刀具則更注重少于6自由度的并行機(jī)制，更多的研究在集中在3自由度的機(jī)制上[10-12]。