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自动化技术

一种巡检机器人用的可攀爬型的

底盘结构

吴淑琳

摘要：为提升巡检机器人在复杂环境中的行走稳定性和越障能力，本文提出了一种适用于复杂井下环境的

可攀爬型巡检机器人底盘。通过精心设计的摆臂结构和浮动式悬挂装置，以及对关键零部件开展力学分析，确

保了设计的可靠性和稳定性。进一步的爬坡受力、打滑和稳定性分析，验证了设计的合理性，同时仿真实验结

果也证实了该底盘具有良好的爬坡性能。研究结果为煤矿井下巡检机器人的设计提供了新思路，为其他复杂环

境下的移动机器人底盘设计提供了参考。

关键词：巡检机器人；可攀爬型；底盘结构；机器人底盘设计

地下检测机器人能即时监测环境、评估风险并迅速传碍物，为机器人的顺利前行扫清障碍[2]。同时，机器人的

递预警信息，相比人工巡检显著提高了效率。在复杂作业腰部结构也经过了精心设计，确保了机器人在大幅度动作

环境中，机器人需要具备稳定高效的移动能力。现有的巡时能保持整体的协调性和稳定性。

检机器人移动方式包括轮式、履带式和腿式[]。轮式适合

平坦路面，但在不平坦或爬坡时适应性差；履带式底盘多二可攀爬型巡检机器人底盘结构设计

样；腿式结构适应复杂地形，越障能力强，但控制复杂，本文可攀爬型巡检机器人的底盘结构主要由摆臂结

易失衡。构、浮动式悬挂装置、前驱动轮轴系结构、车架及箱体组成。

本文基于浮动悬架系统，介绍一种具备攀爬功能的双(一）#

摆臂的结构设计

摆臂轮履结合式移动底盘设计方案。该巡检机器人能通过该机器人的摆臂系统由主动轮、从动轮、履带导轨、

调整浮动悬架系统，适应煤矿井下非标准化、不稳定的环行走机构及张紧机构等关键组件构成。具体布局如图1所

境，同时通过轮子和履带的协同工作，能稳定越过井下障示。摆臂的主动轮通过销轴与前驱动轮的传动轴相连，能

碍物，保持快速平稳运行，确保搭载的信息采集装置精确够确保两者同轴运转，而摆臂轴则被固定在传动轴内部，

捕捉井下环境的详细信息。通过轴承实现连接。摆臂的行走机构是整个摆臂系统的基

础，其上设有4个长腰形孔，同时张紧机构通过螺栓与行

可攀爬型巡检机器人的结构走机构相连。履带导轨和张紧机构均通过螺栓固定于行走

该款具备攀爬能力的巡检机器人在结构上进行了精密机构上，而行走机构的后端则通过阶梯轴套和螺栓与摆臂

的布局与优化，包括一对高度灵活、具备六自由度的双臂

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机械系统。该套双臂机械系统不仅能确保机器人在各种崎4

岖不平的地形中保持稳定姿态，还能通过精细的操作来应

对各种突发情况。此外，为增强机器人在攀爬过程中的安

全性与稳定性，还特别配备了防滑性能卓越的夹持装置。

该装置能紧密贴合各种表面，有效防止机器人在攀爬过程

中出现滑落或失控情况。

U

除双臂机械系统和防滑夹持装置外，该款巡检机器人

1.主动履带轮2.履带支撑导轨3.从动履带轮

还配备了一把用于破碎障碍物的剪刀。这把剪刀设计精巧、4.履带

力量强大，能轻松应对煤矿井下由煤块、岩石等构成的障图1摆臂结构图

48产品可靠性报告2025年第4期

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轴的外端固定。