魏 武 孙洪超

华南理工大学，广州，510640

0 引言

由于斜拉桥的缆索长期暴露在外，所以需定期对其进行检测，以保证其安全性。而长期以来缆索的监测工作都由人工完成，检测的准确性和检测人员的安全性不高。现有的国内外缆索检测机器人多采用轮式［1－2］或气动方式［3］，但这两种机器人安装操作不方便，而且对于不同直径的缆索需要不断增加或减少模块。本文将蛇形机器人用于缆索检测中，蛇形机器人不仅可以在缆索上灵活运动，而且对于不同直径和表面状况的缆索可以通过步态的调整来调节适应。

桥梁检测蛇形机器人的运动主要是以螺旋攀爬为主。在设计蛇形机器人时，应注意使机体的机械结构、步态以及控制系统有利于螺旋攀爬运动的进行。螺旋攀爬运动是一种三维运动，本文选择正交关节作为关节链接方式，为了增大蛇体表面的摩擦力以及蛇体与缆索的接触面积，需要对蛇体关节模块的表面进行处理。

蛇形机器人具有较多的关节，这为蛇体运动的灵活性提供了方便，但另一方面必须协调好每个关节来实现蛇体的控制，这样就大大增加了控制的难度。解决这一问题的直接方式就是寻找一种参数化的步态。目前，步态设计方法主要有两种：一种是将蛇体的步态看作是骨干曲线的定向移动［4］；另一种方法则将步态设计成具体关节角转角的控制函数［5］。前者我们称之为骨干曲线法，后者称作控制函数法。骨干……