范晋伟，刘益嘉，陈 玲

（北京工业大学 机械与应用电子工程学院，北京 100024）

0 引言

由于某型药柱内部深达7m，为了能够精确的完成检测和图像采集，必须将装有伺服电机驱动的摄像头深入到药柱内部进行拍摄，而药柱内壁表面由于含有特殊材料，不能与检测机构接触，故不能铺设辅助轨道，同时由于施工场地空间有限，所以最终选择伸缩比较大的非刚性原件作为悬臂机构执行部件。

目前国内比较常用的是选择液压缸作为悬臂，控制精度高，但是液压缸的刚度有限，容易产生较大的挠度。为了达到控制精度，本文设计了一种箱式伸缩悬臂，其结构刚度高，产生的挠度小，且控制精度高，生产制造成本低[1～4]。整体效果图如图1、图2所示。

图1 结构图1

图2 结构图2

1 硬件结构

1.1 整体结构

本文设计的内窥镜检测装置如图3、图4所示。

图3 整体结构主视图

图4 整体结构俯视图

悬臂经过两个气缸连接在底座小车上，通过气缸伸缩控制悬臂的高度。悬臂的高度和伸缩距离通过激光测距仪a、b反馈到工控机，进行控制。悬臂前端通过伺服防爆电机连接摄像头，通过对伺服防爆电机的控制，使得摄像头完成360旋转，进行拍照取样。

1.2 悬臂伸缩机构

由于采集现场的特点，需要悬臂伸出4m，悬臂截面最大宽度小于50mm，且前端需要承载5kg，并保证挠度小于0.1mm，运动控制精度在0.5mm以下。通过实验，最终选择由单击气缸驱动，绳索滑轮传动，定滑轮支撑的多级箱体悬臂机构。

悬臂机构包括全部五级……