爬杆机器人研究现状与展望
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关键词：爬杆机器人；工作特点；研究现状；技术难点；展望 中图分类号：TP242 文献标志码：A
Research Status and Outlook of Rod Climbing Robot
Chen Guoda源自文库 Cao Huiqiang, Yang Huafeng, Ji Shiming, Cai Shibo, Xi Fengfei
Keywords: rod climbing robot; working characteristics; research status; technical difficulties; outlook
0 引言
带相关清洗与检修设备，克服重力的作用依附于管
机器人是机械、电子、控制论、计算机、人工 智能、材料学和仿生学等多学科综合的高科技产 物。作为当前和未来人类社会不可或缺的自动化智
道、电线杆、路灯杆、大桥斜拉索和变电站避雷针 等高层杆状物表面进行爬行，代替人工安全、高效、 低成本地完成清洗、检测、维护等相关任务[4-5]。它
能化装备，机器人对人类社会生产与生活产生了深 远的影响[1]。机器人不仅大量应用于工业生产过程
将地面移动技术拓展到杆件表面，充实了机器人的 应用范围。
中，而且在军事、海洋、探测、航空航天和诸多特 殊领域中获得了广泛的应用，并已逐步渗透到农 业、服务、教育、娱乐等与人类日常生活密切相关 的各个领域之中[2-3]。机器人产业成为当代应用最广 泛、发展最迅速的高科技产业之一，是 21 世纪各 国争夺经济技术的制高点。无论是美国的“再工业 化战略”、德国的“工业 4.0”，还是我国的“中国 制造 2025”，均把发展机器人技术和产业摆在非常 重要的位置。
(Key Laboratory of Special Purpose Equipment & Advanced Manufacturing of Ministry of Education & Zhejiang Province, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China)
2018-03 37(3)
兵工自动化 Ordnance Industry Automation
·21·
doi: 10.7690/bgzdh.2018.03.006
爬杆机器人研究现状与展望
陈国达，曹慧强，杨华锋，计时鸣，蔡世波，郗枫飞
(浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室，杭州 310032)
摘要：为推动爬杆机器人的发展，对爬杆机器人的现状进行分析，对其发展方向进行展望。将现有爬杆机器人 分为滚动式爬杆机器人、夹持式爬杆机器人、仿生式爬杆机器人和吸附式爬杆机器人 4 大类，着重介绍其工作特点 及国内外爬杆机器人领域中具有代表性的一些研究成果。通过对 4 类爬杆机器人性能对比分析，提出爬杆机器人的 技术难点，并结合当前新技术的发展，从新型化、多功能化、模块化、独立化和智能化 5 个方面展望爬杆机器人的 未来研究方向。该研究有较高的实用参考价值。
Abstract: For promoting the development of rod climbing robot, carry out analyzing the robot research status and outlook. The existing climbing pole robots are divided into four categories, including rolling rod climbing robot, gripping rod climbing robot, bionic rod climbing robot and adsorption rod climbing robot. The focus is on the working characteristics and some representative research results in the field of domestic and foreign rod climbing robots. Based on the comparative analysis of the performance of the four types of rod climbing robots, its technical difficulties are put forward. Besides, combining with the development of the current new technology, the future research direction of the rod climbing robot is predicted from the aspects of new technology, multifunction, modularization, independence, and intellectualization. The study has high practical value.
常广泛且发展潜力巨大。爬杆机器人作为移动机器 革命，故新型爬杆机器人的研制成为当前特种机器
人领域一个重要组成部分，其主要功能是可靠地携 人研究的一个热点课题。
1
收稿日期：2017-11-20；修回日期：2017-12-26 基金项目：国家自然科学基金项目(51605434) 作者简介：陈国达(1986—)，男，浙江人，博士，讲师，从事自动化技术教学与研究。
移动机器人是机器人的一个重要分支，应用非
早在 20 世纪 70 年代，国外学者就开始对爬杆 机器人进行研究，研制出多种杆外行走机构。进入 21 世纪后，随着经济的迅猛发展以及城市现代化建 设步伐的加快，随之矗立起愈来愈多各类集实用性 与美观性于一体的市政、商业工程等高层建筑，对 爬杆机器人工作条件和适应性提出了更高的要求。 此外，爬杆机器人的使用也大大降低了高层杆状建 筑物的清洗和维护成本，改善了工人的劳动环境， 提高了劳动生产率，将带来一次清洗和检修行业的
Research Status and Outlook of Rod Climbing Robot
Chen Guoda源自文库 Cao Huiqiang, Yang Huafeng, Ji Shiming, Cai Shibo, Xi Fengfei
Keywords: rod climbing robot; working characteristics; research status; technical difficulties; outlook
0 引言
带相关清洗与检修设备，克服重力的作用依附于管
机器人是机械、电子、控制论、计算机、人工 智能、材料学和仿生学等多学科综合的高科技产 物。作为当前和未来人类社会不可或缺的自动化智
道、电线杆、路灯杆、大桥斜拉索和变电站避雷针 等高层杆状物表面进行爬行，代替人工安全、高效、 低成本地完成清洗、检测、维护等相关任务[4-5]。它
能化装备，机器人对人类社会生产与生活产生了深 远的影响[1]。机器人不仅大量应用于工业生产过程
将地面移动技术拓展到杆件表面，充实了机器人的 应用范围。
中，而且在军事、海洋、探测、航空航天和诸多特 殊领域中获得了广泛的应用，并已逐步渗透到农 业、服务、教育、娱乐等与人类日常生活密切相关 的各个领域之中[2-3]。机器人产业成为当代应用最广 泛、发展最迅速的高科技产业之一，是 21 世纪各 国争夺经济技术的制高点。无论是美国的“再工业 化战略”、德国的“工业 4.0”，还是我国的“中国 制造 2025”，均把发展机器人技术和产业摆在非常 重要的位置。
(Key Laboratory of Special Purpose Equipment & Advanced Manufacturing of Ministry of Education & Zhejiang Province, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310032, China)
2018-03 37(3)
兵工自动化 Ordnance Industry Automation
·21·
doi: 10.7690/bgzdh.2018.03.006
爬杆机器人研究现状与展望
陈国达，曹慧强，杨华锋，计时鸣，蔡世波，郗枫飞
(浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室，杭州 310032)
摘要：为推动爬杆机器人的发展，对爬杆机器人的现状进行分析，对其发展方向进行展望。将现有爬杆机器人 分为滚动式爬杆机器人、夹持式爬杆机器人、仿生式爬杆机器人和吸附式爬杆机器人 4 大类，着重介绍其工作特点 及国内外爬杆机器人领域中具有代表性的一些研究成果。通过对 4 类爬杆机器人性能对比分析，提出爬杆机器人的 技术难点，并结合当前新技术的发展，从新型化、多功能化、模块化、独立化和智能化 5 个方面展望爬杆机器人的 未来研究方向。该研究有较高的实用参考价值。
Abstract: For promoting the development of rod climbing robot, carry out analyzing the robot research status and outlook. The existing climbing pole robots are divided into four categories, including rolling rod climbing robot, gripping rod climbing robot, bionic rod climbing robot and adsorption rod climbing robot. The focus is on the working characteristics and some representative research results in the field of domestic and foreign rod climbing robots. Based on the comparative analysis of the performance of the four types of rod climbing robots, its technical difficulties are put forward. Besides, combining with the development of the current new technology, the future research direction of the rod climbing robot is predicted from the aspects of new technology, multifunction, modularization, independence, and intellectualization. The study has high practical value.
常广泛且发展潜力巨大。爬杆机器人作为移动机器 革命，故新型爬杆机器人的研制成为当前特种机器
人领域一个重要组成部分，其主要功能是可靠地携 人研究的一个热点课题。
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收稿日期：2017-11-20；修回日期：2017-12-26 基金项目：国家自然科学基金项目(51605434) 作者简介：陈国达(1986—)，男，浙江人，博士，讲师，从事自动化技术教学与研究。
移动机器人是机器人的一个重要分支，应用非
早在 20 世纪 70 年代，国外学者就开始对爬杆 机器人进行研究，研制出多种杆外行走机构。进入 21 世纪后，随着经济的迅猛发展以及城市现代化建 设步伐的加快，随之矗立起愈来愈多各类集实用性 与美观性于一体的市政、商业工程等高层建筑，对 爬杆机器人工作条件和适应性提出了更高的要求。 此外，爬杆机器人的使用也大大降低了高层杆状建 筑物的清洗和维护成本，改善了工人的劳动环境， 提高了劳动生产率，将带来一次清洗和检修行业的