索缆检测机器人结构设计开题报告

1. 研究目的与意义

（1）课题的背景

近年来，我国的桥梁建设开始在世界桥梁建设发展史上处于领先地位。在众多现代桥梁建设中，斜拉桥得到广泛的应用，是因为其造型美观、且具备受力上的优势，所以大跨径桥梁大多选择斜拉桥。拉索作为斜拉桥的重要组成部分，长期暴露在空气中，在风吹、日晒、雨淋等各种环境因素的影响下，其表面会出现不同程度的腐蚀、开裂和内部钢丝断裂的现象，将影响桥梁结构的安全。为了降低缆索的不确定破坏而造成的损失，定期对缆索进行内外部检测、涂装或修复，改善大桥的使用安全和外观是十分必要的.这些维护检修工作多由人工完成,人工作业存在危险性大、效率低、误差大、作业周期长等问题，故当前迫切需要研发出能够攀爬各种管架、高壁，并可以携带专业工具进行高空作业的管壁爬行机器人，代替人工作业，机器人替换人工是社会的发展趋势，其市场前景非常广阔。

（2）课题的目的

2. 研究内容和预期目标

本课题研究的内容是索缆检测机器人结构设计，需要完成确定机构工作原理及运动分析、机械结构的基本参数计算，缩放机构以及自锁机构的分析和结构设计、缓释下降的结构设计。在整个过程中，要求理论知识与实际相结合，巩固和深化所学过的专业理论知识，达到以下预期目标：

(1）对所学的课本知识进行一次整体的巩固、理解和运用；

(2）熟练运用些机械软件，如：autocad、solidworks等；

3. 研究的方法与步骤

查阅相关书籍和文献，对国内外现有的索缆检测机器人各类型结构设计有基本的认知和了解，明确索缆检测机器人的发展现状和未来的发展趋势以及目前面临的技术难题；根据自己的基本认知，思考其结构设计的基本思路和设计方法，到构思想要设计的机械结构，再通过交流讨论，在现有的设计中对结构进行提升改进。步骤如下：

（1）分析现有索缆机器人的设计类型及其对应的应用场景，通过大量学习和翻阅文献来明确想要的设计方案，及确立设计的基本结构，分析其可行性及实用性；

（2）通过学习机械原理、机械设计中的自锁机构、缩放机构、轮系等理论知识，确定实现适用于多规格索缆检测机器人结构设计的方法途径。进行结构的设计和初步的草图模型制作；

4. 参考文献

[1] 王国志，李想，邓斌，等.一种新型爬缆机器人的越障能力及夹紧机构分析 [j].机械设计与制造，2016

[2] 张申林，桥梁拉索检测机器人的爬升机构设计 [d].长沙，湖南大学，2014

[3] 濮良贵，陈国定. 机械设计 [m].北京：高等教育出版社，2012.

5. 计划与进度安排

1、2024.2.21-2024.3.1 完成5000字左右英语论文翻译

2、2024.3.1-2024.3.16 收集资料，确定机构工作原理及运动分析

3、2024.3.17-2024.3.31 进行机械结构的基本参数计算