，，，，

(山東建筑大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，濟(jì)南 250101)

0 引言

高空極限工作環(huán)境如電力搶修、樓宇修繕、清洗噴涂等[1-4]，通常具有勞動強度大、工作時間長、工作事故頻發(fā)等特點。因此，研究替代人工完成作業(yè)的攀爬機器人，已成為國內(nèi)外機器人領(lǐng)域重要的研究方向[5-6]。近些年，機器人技術(shù)發(fā)展迅速，部分已應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等領(lǐng)域。攀爬機器人作為一種特殊機器人，受使用環(huán)境、功能和安全性的限制，仍處于試驗階段。因此，解決機器人的攀爬技術(shù)難題，降低高空作業(yè)危險，提高作業(yè)工作效率，替代人類完成監(jiān)察、檢測與維修等工作，具有十分重要的研究價值和意義[7-8]。

攀爬機器人是高空作業(yè)系統(tǒng)中重要的研究課題之一，國內(nèi)外對于攀爬機器人的研究很多，但各項技術(shù)研究還未達(dá)到智能化和自動化水平。因此，本文基于攀爬機器人的研究成果，著重分析機器人研究中的關(guān)鍵技術(shù)問題，以期為攀爬機器人后續(xù)研究工作提供參考。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，攀爬機器人主要應(yīng)用于高空作業(yè)。20世紀(jì)80年代，美國、日本等發(fā)達(dá)國家先后開展了攀爬機器人研究工作，自2000年以來，國內(nèi)一些大學(xué)和科研院所等陸續(xù)開展了攀爬機器人研究工作，并取得一定的研究成果。早期，日本早稻田大學(xué)成功研制WOODY-1 爬樹機器人(圖1)，該機器人通過兩個環(huán)形夾持器的交替運動使得機器人沿著樹干上下移動[9]。由于機器人過于笨重且不易控制，隨后該大學(xué)對其進(jìn)行了改進(jìn)，研制出WOODY-2爬樹機器人(圖2)，不僅簡化了夾持機構(gòu)，而且由原來的電機驅(qū)動變換為多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運動的移動方式[10]。西班牙科學(xué)家基于 Stewart-Gough 并聯(lián)平臺，成功研發(fā)了一種環(huán)抱式攀爬機器人CPR(圖3)，該機器人裝配4組夾緊機構(gòu)，實現(xiàn)對樹干的徑向夾緊與松開動作，結(jié)合萬向節(jié)完成機器人六自由度的定位與定向[11]。MIT 的Yeoreum Yoon和Daniela Rus設(shè)計了一款可在三維桁架上攀爬的機器人Shady3D(圖4)，通過軀干部分的3個自由度，保證機器人在平面任意角度桁架間移動，完成攀爬過渡動作。但該機器人存在一定的局限性，其行走動作受步距值的約束，行走方式與靈活性也沒有達(dá)到人們理想的運動狀態(tài)[12-13]。葡萄牙的 Mahmoud Tavakoli 等[14]成功研制出了一款爬桿機器人3D Climber(圖5)，機器人由1個4自由度的串聯(lián)攀爬機構(gòu)和2個夾持機構(gòu)組成，通過電機驅(qū)動實現(xiàn)對圓桿的夾持動作。與Shady3D相比，3D Climber具有能在彎曲圓桿上攀爬的優(yōu)點，且可操作性更強，但3D Climber的整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運動速度緩慢。伊朗也成功開發(fā)出一種爬桿機器人 UT-PCR(圖6)，通過驅(qū)動3組攀爬輪正、反向旋轉(zhuǎn)，控制機器人沿桿狀物上、下移動，但攀爬輪易滑動的特點導(dǎo)致機器人攀爬動作不穩(wěn)定[15]。Carnegie Mellon University，Stanford University，University of California等[16]多所大學(xué)合作開發(fā)出了一款六足機器人Rise(圖7)，具有速度快、抓持能力強等優(yōu)點，但是由于其采用多足協(xié)調(diào)運動的攀爬方式，控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。

圖1 WOODY-1 圖2 WOODY-2

圖3 CPR 圖4 Shady3D

圖5 3D Climber 圖6 UT-PCR 圖7 Rise

在國內(nèi)，管貽生等[17]設(shè)計了一款雙手爪爬桿機器人Climbot(圖8)，機器人末端2組夾持器可交替夾緊和松開桿狀物，完成攀爬動作。由于其在避障和桿間過渡方面有明顯的優(yōu)勢，因此可應(yīng)用于建筑和化工等高空作業(yè)領(lǐng)域。香港中文大學(xué)Tin Lun Lam和Xu Yangsheng等[18]研發(fā)了一種小巧的爬樹機器人Treebot(圖9)，該機器人具有較高的自由度和優(yōu)越的擴(kuò)展能力，同時還配備全方位的樹木夾持器，使機器人粘附于不同直徑的樹木，適應(yīng)復(fù)雜的攀爬環(huán)境。國內(nèi)其他高校，如華南理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等在攀爬機器人研究方向也做了很多努力，其成果為攀爬機器人后續(xù)的研究工作積累了豐富的經(jīng)驗[19-20]。

圖8 Climbot 圖9 Treebot

攀爬機器人作為高空作業(yè)機器中的一種，已初步具備代替人類完成簡單高空作業(yè)的能力，鑒于高空作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，對機器人結(jié)構(gòu)、功能、通信等方面要求較高，現(xiàn)有技術(shù)還需進(jìn)一步發(fā)展和完善。

2 高可靠性運動機構(gòu)分析

可靠的運動機構(gòu)是保證攀爬機器人高空作業(yè)的基礎(chǔ)[21-22]，其運動機構(gòu)設(shè)計需滿足如下幾項技術(shù)指標(biāo)：1)可實現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下的平穩(wěn)爬行，具有向上、向下、旋轉(zhuǎn)和啟停能力；2)具有故障自保護(hù)措施和防摔落機制；3)具有一定的載重能力，可搭載設(shè)備完成相應(yīng)高空作業(yè)；4)具有靈活的越障能力，可避越高空環(huán)境下諸如線塔、樹分支等障礙，并在越障時保證機器人姿態(tài)平穩(wěn)。

機器人攀爬作業(yè)過程中，在保證承載設(shè)備安全的情況下，不能損傷被攀爬物。因此，針對攀爬對象的不同結(jié)構(gòu)特點，需研制新型無損傷夾緊機構(gòu)[23-25]，目前可采用的夾緊方式有環(huán)抱式、鉤爪式、夾持式等，各夾緊機構(gòu)的原理及特點如表1所示。

表1 攀爬機器人不同夾緊方式分析

通過表1分析得知，不同的攀爬對象，對機器人夾緊機構(gòu)要求不同。不僅需要夾緊機構(gòu)具有夾持力度，還要求其不對攀爬對象造成損害。因此，需要針對攀爬環(huán)境，研發(fā)出一款可靠的運動機構(gòu)，比如，通過研制氣囊夾緊機構(gòu)等新發(fā)明、新想法，保證攀爬機器人代替人類完成復(fù)雜的高空作業(yè)。

3 機器人自主行為控制

攀爬機器人不同于常規(guī)機器人，高空環(huán)境作業(yè)時，運動姿態(tài)變化較大。考慮到越障、載物作業(yè)運動過程中受摩擦力、重力等因素影響，實現(xiàn)機器人自主行為控制難度較大[28-29]。為提高機器人智能化和自動化水平，實現(xiàn)機器人自主攀爬、避障和高空作業(yè)，需要解決如下技術(shù)問題。

3.1 攀爬機器人動力學(xué)建模與分析

準(zhǔn)確的動力學(xué)建模是實現(xiàn)攀爬機器人運動控制、導(dǎo)航和越障的前提。攀爬機器人動力學(xué)建模需要考慮以下問題。

1)必須考慮機器人與攀爬對象間的非線性動力學(xué)耦合特性。由于攀爬機器人所處高空環(huán)境具有強干擾、動態(tài)等特征，使攀爬機器人成為十分復(fù)雜的控制對象[30-31]。同時，機器人在直線越障或者變向作業(yè)時，由于自身姿態(tài)調(diào)整引起機器人重心不穩(wěn)定，使夾緊裝置給攀爬對象一個反作用力，這樣，攀爬機器人與攀爬對象間構(gòu)成了一個強耦合系統(tǒng)。

2)考慮攀爬機器人在復(fù)雜的環(huán)境作業(yè)中自身結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化。為了提高攀爬和作業(yè)效率，機器人應(yīng)盡可能輕質(zhì)高速，減少攀爬過程中因構(gòu)件破損或變形等自身因素帶來的影響。因此，在機器人高空作業(yè)時，綜合考慮上述問題對攀爬機器人動力學(xué)研究是十分必要的。

3.2 攀爬機器人運動控制

機器人根據(jù)計算機下達(dá)的控制指令實現(xiàn)精準(zhǔn)的運動控制，以保證機器人順利、精確的完成攀爬作業(yè)。此時，采用傳統(tǒng)控制策略很難滿足實際控制要求，綜合考慮攀爬過程中不確定性因素對機器人動力學(xué)特性的影響，需結(jié)合自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制、視覺伺服控制、模糊控制或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制方法，實現(xiàn)攀爬機器人在高空作業(yè)環(huán)境下的精確運動控制。

在設(shè)計控制系統(tǒng)時可采用如圖10所示的分布式架構(gòu)，即將總系統(tǒng)分為后臺管理層、數(shù)據(jù)通信層和移動終端層，協(xié)同完成攀爬機器人夾緊機構(gòu)和高空作業(yè)執(zhí)行機構(gòu)的運動控制。

晉地歷史上有過幾次較為集中的學(xué)術(shù)思想高峰期，皆為外地名宦、寓賢與晉地學(xué)人學(xué)術(shù)交融的結(jié)果。 以下略作梳理。

圖10 攀爬機器人運動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

后臺管理層包括機器人后臺監(jiān)控計算機、硬盤錄像機、硬件控制與分析軟件系統(tǒng)等；數(shù)據(jù)通信層主要是保障管理層與智能終端層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸；移動終端層包括攀爬機器人、安全防護(hù)系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)和多傳感器監(jiān)測系統(tǒng)等。管理層是攀爬機器人系統(tǒng)的監(jiān)控中心，通過無線網(wǎng)絡(luò)與攀爬機器人進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送攀爬任務(wù)和實時的監(jiān)視、遙操作等數(shù)據(jù)。移動終端層中的攀爬機器人是整個系統(tǒng)的移動載體，也是機器人信息采集、運動控制的載體，可以對當(dāng)前攀爬機器人運動狀態(tài)進(jìn)行識別，并接受和執(zhí)行控制指令；同時，可以對攀爬機器人進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，以實現(xiàn)路徑規(guī)劃處理與避障，完成傳感器的信息處理與傳輸。

3.3 攀爬機器人導(dǎo)航技術(shù)

導(dǎo)航是智能攀爬機器人實現(xiàn)自主控制需要解決的重要問題，而環(huán)境感知與建模、定位和路徑規(guī)劃被稱為機器人導(dǎo)航的三要素[32]。

3.3.1 環(huán)境感知與建模

攀爬機器人完成自主導(dǎo)航，需要根據(jù)傳感器信息識別多種環(huán)境信息，如攀爬物體邊界、攀爬物體形狀、高空障礙等，通過環(huán)境感知確定前進(jìn)方向中的可達(dá)區(qū)域和不可達(dá)區(qū)域，為局部路徑規(guī)劃提供依據(jù)。機器人在攀爬過程所用到的傳感器種類較多，如超聲波和紅外測距傳感器，可用于障礙物檢測；激光雷達(dá)和視覺傳感器，可用于環(huán)境感知和建模。因此，攀爬機器人采用多信息融合技術(shù)，綜合利用多種傳感器獲取信息，增強環(huán)境的適應(yīng)性，便于完成攀爬作業(yè)。

3.3.2 定位

攀爬機器人定位就是確定其在高空環(huán)境中相對于坐標(biāo)系的位置及方向。目前機器人定位方法主要有慣性定位、衛(wèi)星定位、地圖模型匹配和仿生導(dǎo)航定位技術(shù)等[33-34]。其中，慣性定位是使用陀螺和加速度計分別測量旋轉(zhuǎn)率和加速率，獲得機器人本體實時位置、速度、姿態(tài)等信息，但慣性誤差經(jīng)過積分產(chǎn)生無限的累積，這對于長時間的高空攀爬作業(yè)很難實現(xiàn)精確定位；衛(wèi)星定位適用于室外無遮擋時對機器人定位，這對攀爬機器人的高空作業(yè)具有較高的引導(dǎo)作用；地圖模型匹配是一種機器人利用其自身的傳感器創(chuàng)建一個自己的局部環(huán)境的技術(shù)，然后把局部地圖與保存在內(nèi)存的全局地進(jìn)行比較，進(jìn)而計算出自己在環(huán)境中的真實位置和方位。該技術(shù)對構(gòu)造的傳感地圖的精度有嚴(yán)格的要求，當(dāng)前只限于實驗室或相對簡單的環(huán)境。仿生導(dǎo)航技術(shù)是利用人和其它動物生活中的一些功能系統(tǒng)，根據(jù)視覺、聽覺、味覺等信息的處理原理，模仿出類似的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，在一些特種環(huán)境下有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用需求。基于上述分析，針對不同作業(yè)環(huán)境下對機器人定位精度的要求，可融合2～3種定位技術(shù)確定攀爬機器人作業(yè)位置，進(jìn)而保證機器人精確完成攀爬任務(wù)。

3.3.3 路徑規(guī)劃

攀爬機器人的自主導(dǎo)航包括全局攀爬路徑規(guī)劃與局部越障、避障規(guī)劃[35-36]。全局路徑規(guī)劃方法通常包括：自由空間法、正規(guī)柵格法、拓?fù)浞?、蟻群算法等；局部路徑?guī)劃方法通常包括：人工勢能法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊算法、遺傳算法等。各算法的原理及特點如表2所示。

4 攀爬機器人應(yīng)用技術(shù)

攀爬機器人的安全問題會對機器人和作業(yè)對象造成無法估計的損失，所以即使攀爬機器人具有自主作業(yè)能力和報警功能，復(fù)雜環(huán)境下仍需要在操作人員的監(jiān)控下完成，以確保其安全作業(yè)[37-38]。同時，攀爬機器人若遇到特殊情況，還需通過操作人員在后臺監(jiān)控下對機器人遙操作，繼續(xù)攀爬作業(yè)或者停止作業(yè)。因此，在機器人遠(yuǎn)程監(jiān)控和遙操作部分需解決的高級應(yīng)用技術(shù)問題如下所述。

4.1 可靠通信技術(shù)

攀爬機器人高空作業(yè)存在工作環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)要求質(zhì)量高等特點，同時需要作業(yè)人員通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和遙操作確保機器人穩(wěn)定運行，因此，高可靠性的無線通信技術(shù)十分重要[39-40]。攀爬機器人可通過無線通信技術(shù)傳輸視頻、圖像、傳感器狀態(tài)信息等，也可接收操作人員發(fā)送的控制指令。鑒于無線通信可能會受到噪聲和同頻信號的干擾，所以，無線通信需具備一定抗干擾能力，且保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和穩(wěn)定性，使機器人順利完成高空作業(yè)。

4.2 遙操作技術(shù)

目前，攀爬機器人的研究大多集中在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和步態(tài)分析方面，機器人幾乎都在無障礙的直桿環(huán)境下攀爬，對于機器人在非結(jié)構(gòu)化桿件環(huán)境中攀爬的討論較少[41-42]。由于非結(jié)構(gòu)化桿件環(huán)境的不確定性和復(fù)雜性，使機器人自主攀爬受到巨大阻礙，因此，操作者通過搖桿對攀爬機器人進(jìn)行控制以適應(yīng)更多未知桿件環(huán)境顯的尤為重要。

表2 路徑規(guī)劃方法分析

對攀爬機器人進(jìn)行遙操作，可采取如下方法。首先，使用普通搖桿作為輸入設(shè)備，對機器人的攀爬步態(tài)分析研究，設(shè)計不同的操作坐標(biāo)系和運動映射。其次，通過建立變換矩陣將機器人的夾持機構(gòu)描述在同一坐標(biāo)系中。最后，利用優(yōu)化方法求解平面運動可夾持空間，用于指導(dǎo)搖桿操作，使得攀爬控制有一定預(yù)測性。

4.3 攀爬機器人監(jiān)測平臺

為保障攀爬機器人高空作業(yè)的安全性，需實時監(jiān)控機器人的工作狀態(tài)，因此要求操作人員與攀爬機器人進(jìn)行信息交互，監(jiān)測平臺則是攀爬機器人與操作人員的主要交互平臺。

4.3.1 實時監(jiān)測

通過采集攀爬機器人反饋的圖像、視頻和傳感器狀態(tài)等信息，操作人員可有效掌握機器人在高空作業(yè)時的位置和動態(tài)，并實時修正和調(diào)節(jié)機器人運動狀態(tài)。

4.3.2 故障分析

監(jiān)測平臺可實現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像的傳輸、存儲、查詢等功能，通過分析傳感器信息，判斷機器人當(dāng)前運動狀態(tài)?；诜答伒膴A緊力度、攀爬速率、故障坐標(biāo)及建議處理方案等信息，及時調(diào)整機器人運動姿態(tài)，順利完成高空攀爬作業(yè)。

5 結(jié)論與展望

采用攀爬機器人代替人類完成高空作業(yè)是機器人技術(shù)迅速發(fā)展的標(biāo)志，是一種降低高空作業(yè)風(fēng)險有效的方法。攀爬機器人已應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等眾多領(lǐng)域，特別對于電力行業(yè)、建筑行業(yè)的高空巡檢、外墻噴涂及檢修等具有十分重要的意義。

伴隨著機器人技術(shù)向自動化、智能化方向發(fā)展，攀爬機器人在工業(yè)建設(shè)等領(lǐng)域大規(guī)模使用還有很長的路要走，需結(jié)合以下幾個方面展開研究。

5.1 整體質(zhì)量和承載能力

目前，部分攀爬機器人整體質(zhì)量較大，導(dǎo)致機器人能源供應(yīng)不足，攀爬過程中易出現(xiàn)動力衰竭、滑落等現(xiàn)象。此外，攀爬機器人執(zhí)行任務(wù)時需要承載設(shè)備，額外增加的重量將改變其重心的位置，產(chǎn)生安全隱患。因此，平衡整體質(zhì)量和承載能力間的關(guān)系是未來攀爬機器人重要的研究方向。

5.2 運動速度

快速、精確地到達(dá)高空作業(yè)地點是攀爬機器人的一大優(yōu)勢。然后作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，越障能力差，攀爬速度慢是現(xiàn)階段攀爬機器人要面對的技術(shù)性難題。攀爬機器人作為一個集機械、電子和軟件的綜合系統(tǒng)，勢必要解決攀爬速度慢、能源供給不足等問題，使機器人各構(gòu)件協(xié)調(diào)動作，達(dá)到快速穩(wěn)定攀爬的目的。

5.3 多傳感器信息融合

根據(jù)不同傳感器特性，結(jié)合多傳感器信息融合技術(shù)，研究多傳感器間信息交互方法，進(jìn)一步提高攀爬機器人的高空檢測、障礙物識別、空間定位的精確度。

5.4 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

對攀爬機器人系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場測試、改進(jìn)、定型，形成在不同攀爬作業(yè)要求下，攀爬機器人、運行與維護(hù)規(guī)范、能源保障系統(tǒng)和試驗與測試等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

[1] 王 巍, 張厚祥. 曲面幕墻清潔機器人攀爬技術(shù)[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報, 2008, 34(1):17-21.

[2] Kakogawa A, Nishimura T, Ma S. Designing arm length of a screw drive in-pipe robot for climbing vertically positioned bent pipes[J]. Robotica, 2014, 34(2):1-22.

[3] 江 勵, 管貽生, 蔡傳武,等. 仿生攀爬機器人的步態(tài)分析[J]. 機械工程學(xué)報, 2010, 46(15):17-22.

[4] 曹志華, 陸小龍, 趙世平,等. 電力鐵塔攀爬機器人的步態(tài)分析[J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報, 2011, 45(8):67-72.

[5] Han S, Ahn J, Moon H. Remotely controlled prehensile locomotion of a two-module 3D pipe-climbing robot[J]. Journal of Mechanical Science and Technology, 2016, 30(4):1875-1882.

[6] 江 勵, 管貽生, 周雪峰,等. 雙爪式爬桿機器人的夾持性能分析[J]. 機械工程學(xué)報, 2016,52(3):34-40.

[7] Fu G H, Liu X M, Chen Y F, et al. Fast-growing forest pruning robot structure design and climbing control[J]. Advances in Manufacturing, 2015, 3(2):166-172.

[8] 張丹丹. 高壓輸電線路塔架攀爬機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 機械傳動, 2015,39(3):93-96.

[9] 蔡傳武, 管貽生, 周雪峰,等. 雙手爪式仿生攀爬機器人的搖桿控制[J]. 機器人, 2012, 34(3):363-368.

[10] Almonacid M, Saltarén R J, Aracil R, et al. Motion planning of a climbing parallel robot[J]. IEEE Transactions on Robotics & Automation, 2003, 19(3):485-489.

[11] Aracil R, Saltaren R J, Reinoso O. A climbing parallel robot: a robot to climb along tubular and metallic structures[J]. IEEE Robotics & Amp Amp Automation Magazine, 2006, 13(1):16-22.

[12] Yoon Y, Rus D. Shady 3D: A robot that climbs 3D trusses[A]. Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation[C]. 2007,8(10):4071-4076.

[13] Guan Y, Jiang L, Zhu H, et al. Climbot: A Bio-Inspired Modular Biped Climbing Robot—System Development, Climbing Gaits, and Experiments[J]. Journal of Mechanisms & Robotics, 2016, 8(2):1011-1017.

[14] Tavakoli M, Marjovi A, Marques L, et al. 3D Climber: A climbing robot for inspection of 3D human made structures[A]. IEEE/rsj International Conference on Intelligent Robots and Systems[C]. 2008:4130 - 4135.

[15] Mahdavi S, Noohi E, Ahmadabadi M N. Path planning of the Nonholonomic Pole Climbing Robot UT-PCR[A]. IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics[C]. IEEE Computer Society, 2006,6(6):1517-1522.

[16] Guizzo E, Ackerman E. The rise of the robot worker[J]. IEEE Spectrum, 2012, 49(49):34-41.

[17] 胡 杰, 管貽生, 吳品弘,等. 雙手爪爬桿機器人對桿件的位姿檢測與自主抓夾[J]. 機器人, 2014, 36(5):569-575.

[18] Lam T L, Xu Y. A flexible tree climbing robot: Treebot - design and implementation[J]. 2011, 19(6):5849-5854.

[19] Guan Y, Jiang L, Zhang X. Mechanical design and basic analysis of a modular robot with special climbing and manipulation functions[A]. IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics[C]. 2008,7(4):502 - 507.

[20] Wang W. A caterpillar climbing robot with spine claws and compliant structural modules[J]. Robotica, 2014, 1(7):1-13.

[21] Espinoza R V, Oliveira A S D, Arruda L V R D, et al. Navigation’s Stabilization System of a Magnetic Adherence-Based Climbing Robot[J]. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2015, 78(1):65-81.

[22] Kakudou T, Watanabe K, Nagai I. Study on mobile mechanism of a climbing robot for stair cleaning: a translational locomotion mechanism and turning motion[J]. Artificial Life and Robotics, 2013, 17(3):400-404.

[23]Tavakoli M, Louren?o J, Viegas C, et al. The hybrid Omni Climber robot: Wheel based climbing, arm based plane transition, and switchable magnet adhesion[J]. Mechatronics, 2016, 36(3):136-146.

[24] Yan C, Sun Z, Zhang W, et al. Design of novel multidirectional magnetized permanent magnetic adsorption device for wall-climbing robots[J]. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 2016, 17(7):871-878.

[25] Osswald M, Iida F. Design and control of a climbing robot based on hot melt adhesion[J]. Robotics & Autonomous Systems, 2013, 61(6):616-625.

[26] Guan Y, Jiang L, Zhu H, et al. Climbot: A modular bio-inspired biped climbing robot[A]. Proceedings of the. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems[C].2011,12(3):1473-1478.

[27] Filipovic M, Kevac L, Djuric A, et al. The importance of the development and application areas of different structures of Cable-suspended Parallel Robot-CPR systems[A]. International Conference Icetran[C]. 2015:252-259.

[28] 楊 萍, 王彥云. 階梯攀爬機器人行走機構(gòu)的設(shè)計與動力學(xué)分析[J]. 機械設(shè)計與研究, 2016,32(2):51-53.

[29] 葉長龍, 佟澤卉, 于蘇洋,等. 全方位移動裝配機器人運動學(xué)分析[J]. 機器人, 2016, 38(5):550-556.

[30] 王 蕾, 陸小龍, 趙世平,等. 電力鐵塔攀爬機器人直線推桿機構(gòu)設(shè)計與分析[J]. 機械設(shè)計與制造, 2012,3(3):52-54.

[31] Yao J, Gao S, Jiang G, et al. Screw theory based motion analysis for an inchworm-like climbing robot[J]. Robotica, 2015, 33(8):1704-1717.

[32] 張 錚, 李振波, 胡壽偉,等. 混合傳感器網(wǎng)絡(luò)中的移動機器人導(dǎo)航方法[J]. 機器人, 2014,36(3):316-321.

[33] Espinoza R V, Oliveira A S D, Arruda L V R D, et al. Navigation’s Stabilization System of a Magnetic Adherence-Based Climbing Robot[J]. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2015, 78(1):65-81.

[34] 賀繼林, 鄭海華, 趙喻明,等. 基于視覺的探測機器人導(dǎo)航[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2013, 41(S1):267-270.

[35] 吳宗勝, 傅衛(wèi)平. 移動機器人全局路徑規(guī)劃的模擬退火-教與學(xué)優(yōu)化算法[J]. 機械科學(xué)與技術(shù), 2016, 35(5):678-685.

[36] 曾 辰, 許 瑛. 一種蜂巢柵格下機器人路徑規(guī)劃的蟻群算法[J]. 機械科學(xué)與技術(shù), 2016, 35(8):1308-1312.

[37] Nam S, Oh J, Lee G, et al. Dynamic analysis during internal transition of a compliant multi-body climbing robot with magnetic adhesion[J]. Journal of Mechanical Science and Technology, 2014, 28(12):5175-5187.

[38] Pinzonmorales R, Hirata Y. Spontaneous firing activity in climbing fiber is critical for a realistic bi-hemispherical cerebellar neuronal network during robot control.[J]. BMC Neuroscience, 2014, 15(1):1-2.

[39] 左 韜, 閔華松, 張雄希. 基于實時以太網(wǎng)的機器人通信總線控制系統(tǒng)[J]. 計算機工程與設(shè)計, 2016, 37(5):1141-1144.

[40] Stoller O, Schindelholz M, Bichsel L, et al. Cardiopulmonary responses to robotic end-effector-based walking and stair climbing[J]. Medical Engineering & Physics, 2014, 36(4):425-431.

[41] 湯 卿, 劉絲絲, 尚留記,等. 基于KUKA工業(yè)機器人的遙操作控制系統(tǒng)設(shè)計與異構(gòu)主從控制方法研究[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版), 2016, 48(1):180-185.

[42] 王耀南, 魏書寧, 印 峰,等. 輸電線路除冰機器人關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 機械工程學(xué)報, 2011, 47(23):30-38.

[43] Zhu H, Guan Y, Chen S, et al. Single-step collision-free trajectory planning of biped climbing robots in spatial trusses[J]. Robotics and Biomimetics, 2016, 3(1):1-9.

[44] Stoller O, Schindelholz M, Hunt K J. Robot-Assisted End-Effector-Based Stair Climbing for Cardiopulmonary Exercise Testing: Feasibility, Reliability, and Repeatability.[J]. Plos One, 2015, 11(2)：271-278.