张 月 董 雷 宦荣华 黄志龙

1.浙江大学航空航天学院，杭州，3100272.杭州白泽新能科技有限公司，杭州，310010

0 引言

风能作为一种清洁的可再生能源日益受到各国政府的重视。叶轮[1-3]是风力发电机最重要、最昂贵的部件，而叶片作为叶轮的关键部件，通常运行在高山和海洋等恶劣的载荷环境中，较易发生破坏。叶片中最为常见的问题是裂缝，特别是结构支撑件(腹板、翼梁)的断裂，通常这些损伤可以通过人工观察检测出来，以便后续的定位和修复。单根叶片是长度40～65 m的变截面结构，叶片尖端处的尺寸不足20 cm，叶片内部空间呈刀锋状，中间有主梁。叶片的变截面刀锋状结构给人工检测带来挑战，使得人工检测的效率和可靠性较低，因此，设计一款小尺寸机器人代替人工进行风电叶片狭小空间的检测具有重要的工程意义。

目前，管道机器人主要分为轮式、蠕动式、履带式[4-5]、脚式。国内外对管道机器人的研究已经取得了一定的成果，例如，陈还[6]研制了四轮全驱式管道机器人，同已有的很多管道机器人一样，其车身大部分采用小车式，适用于坡度较小的管道。邹树梁等[7]设计了双履带式巡检机器人，它虽具有较强的越障能力，但机身横截面尺寸较大，不符合风电叶片尖端环境要求。就风电叶片这种特殊的作业环境而言，要使机器人能够兼容尺寸要求、地面环境适应性及多维态的运动特征，就需要机器人同时具有小巧、防滑、越障等功能。

蛇形机器人[8-10]是一种受生物蛇启发的野外机器人，因其体积小、运动灵活、强环境适应等特点，被广泛应用于军事侦查、灾害救援、设备维护等复杂环境中。……