井架攀爬机器人的设计与仿真

作者：吕志忠; 汪维杰^*; 葛亮; 冯文荣; 姚茂江; 陈广

来源：武汉大学学报(工学版), 2023, 56(03): 337-346.

DOI：10.14188/j.1671-8844.2023-03-010

• 井架机器人
• 稳定性
• 运动学
• 蒙特卡洛法
• 仿真分析

针对石油井架的工作环境，设计了一种井架爬行机器人，以代替人工完成井架攀爬和检测任务。首先，通过工作需求确定了机器人的结构；其次，根据D-H(Diffie-Hellman)参数法求解了机器人机械臂转动以及越障的运动学方程，采用蒙特卡洛法计算得到机器臂的运动空间；最后，利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)仿真得到攀爬机器人在静止检测时机械臂转动对履带车吸附稳定性的影响以及越障过程中电永磁吸附足的稳定性。研究结果表明，该井架攀爬机器人可以在井架上稳定工作，且速度快于同类爬行机器人，最大拖动负载为21 kg。在机械臂旋俯仰及旋转过程中，履带车质心的波动幅值均小于0.1 mm。越障过程中，前端电永磁吸附足均不会发生侧滑、倾覆以及下滑等现象。

• 单位
  西南石油大学