机器人小跨距长线缆形态模型的构建与研究

核电运维机器人在非结构、狭小空间中工作,线缆为传递能量及信号的重要部件,小跨距长线缆形态模型构建与研究是其稳定可靠运行的关键问题。针对机器人小跨距长线缆外凸干涉触碰风险,提出了采用扭簧臂杆结构支撑线缆,增大跨距使两侧线缆形态保持相对竖直状态,实现线缆不外凸,避免了运动线缆干涉触碰;发现了线缆不发生外凸现象的条件,即两挂靠点跨距L≥线缆最小弯曲直径D。针对机器人小跨距长线缆的标准悬链线描述实际线缆形态失真的问题,提出了以最小弯曲半径作为约束,对两挂靠点跨距L≤3D的情况,构建了线长控制参数b和线缆最小弯曲半径R两参变元的修正悬链线模型;当D<L≤3D时,提出了修正悬链线与标准悬链线组合模型描述线缆实际形态;当L≤D时,提出了修正悬链线与最小弯曲圆弧组合模型描述线缆形态,修正了标准悬链线未考虑线缆弯曲半径约束的形态失真。算例及试验验证了小跨距长线缆新模型合理性和有效性,使线缆模型更符合实际形态。