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钢箱梁裂纹检测机器人受力分析与运动控制研究

徐祖恩 张国良 朱凌峰 王峥 秦枭 郭健

徐祖恩, 张国良, 朱凌峰, 王峥, 秦枭, 郭健. 钢箱梁裂纹检测机器人受力分析与运动控制研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(5): 232-238. doi: 10.3724/j.gyjzG26040802
引用本文: 徐祖恩, 张国良, 朱凌峰, 王峥, 秦枭, 郭健. 钢箱梁裂纹检测机器人受力分析与运动控制研究[J]. 工业建筑, 2026, 56(5): 232-238. doi: 10.3724/j.gyjzG26040802
XU Zuen, ZHANG Guoliang, ZHU Lingfeng, WANG Zheng, QIN Xiao, GUO Jian. Research on the Force Analysis and Motion Control of a Crack Inspection Robot for Steel Box Girders[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(5): 232-238. doi: 10.3724/j.gyjzG26040802
Citation: XU Zuen, ZHANG Guoliang, ZHU Lingfeng, WANG Zheng, QIN Xiao, GUO Jian. Research on the Force Analysis and Motion Control of a Crack Inspection Robot for Steel Box Girders[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(5): 232-238. doi: 10.3724/j.gyjzG26040802

钢箱梁裂纹检测机器人受力分析与运动控制研究

doi: 10.3724/j.gyjzG26040802
详细信息
    作者简介:

    徐祖恩,硕士,正高级工程师,主要从事桥梁养护研究。

    通讯作者:

    郭健,guoj@vip.163.com。

Research on the Force Analysis and Motion Control of a Crack Inspection Robot for Steel Box Girders

  • 摘要: 针对钢箱梁疲劳裂纹人工检测存在效率低、风险高及定量能力不足等问题,开展了面向钢箱梁裂纹检测的磁吸附式爬壁机器人受力分析与运动控制研究。结合钢箱梁顶板与横隔板裂纹巡检需求,设计了搭载涡流检测设备的爬壁机器人,确定了整机尺寸、负载能力、运行速度等关键参数。建立了机器人的静力学与动力学模型,分析了其在钢板表面的最小磁吸附力需求及驱动转矩要求。基于Webots平台,对机器人在不同负载及焊缝障碍条件下的运动过程进行了仿真分析。结果表明:该机器人能够实现横隔板与顶板之间的连续运动;随着负载增加,机器人在横隔板上的起速时间延长、速度波动加剧,而在顶板上的运动相对平稳;在越过焊缝时,机器人速度出现短时波动,俯仰角随负载增加而明显增大,但整体仍保持较好的通过能力与运动稳定性。
  • [1] 郭健,张国良,黄健,等. 大跨钢箱梁疲劳裂纹探测识别技术发展与对比研究[J/OL]. 中国公路学报,2026[2026-03-04]. https://link.cnki.net/urlid/61.1313.u.20260304.0952.002.
    [2] GUO J,HANG D,ZHU X J. Prediction of crack propagation in U-rib components based on the Markov chain[J]. Journal of Bridge Engineering,2020,25(10):04020089.
    [3] GUO J,ZHANG X W,CUI Y H. Estimation of fatigue parameters and life prediction for orthotropic steel deck based on reverse Markov theory[J]. Journal of Structural Engineering,2025,151(5):04025037.
    [4] NGUYEN S T,LA H M. A climbing robot for steel bridge inspection[J/OL]. Journal of Intelligent & Robotic Systems,2021,102(4)[2021-07-05]. https://doi.org/10.1007/s10846-020-01266-1.
    [5] TAO B,GONG Z Y,DING H. Climbing robots for manufacturing[J]. National Science Review,2023,10(5):nwad042.
    [6] LI B,USHIRODA K,YANG L,et al. Wall-climbing robot for non-destructive evaluation using impact-echo and metric learning SVM[J]. International Journal of Intelligent Robotics and Applications,2017,1(3):255- 270.
    [7] NGUYEN S T,LA K T,LA H M. Agile robotic inspection of steel structures:a bicycle‐like approach with multisensor integration[J]. Journal of Field Robotics,2024,41(2):396- 419.
    [8] LA H M,DINH T H,PHAM N H,et al. Automated robotic monitoring and inspection of steel structures and bridges[J]. Robotica,2019,37(5):947- 967.
    [9] 李心诚,傅中秋,树加凯,等. 正交异性钢桥面板磁轮式攀爬机器人的结构动态设计与优化[J]. 中南大学学报(自然科学版),2025,56(6):2236- 2247.
    [10] 陈伟乐,朱尧于,黎啸宇,等. 履带式钢箱梁内部巡检机器人病害检测系统[J]. 中国公路学报,2026,39(1):99- 112.
    [11] WANG R,KAWAMURA Y. Development of climbing robot for steel bridge inspection[J]. Industrial Robot:An International Journal,2016,43(4):429- 447.
    [12] PAGANO D,LIU D. An approach for real-time motion planning of an inchworm robot in complex steel bridge environments[J]. Robotica,2017,35(6):1280- 1309.
    [13] SONG W,WANG Z,WANG T,et al. A path tracking method of a wall-climbing robot towards autonomous inspection of steel box girder[J]. Machines,2022,10(4):10040256.
    [14] 郭 健,钟陈杰,吴继熠,等. 西堠门大桥涡激振动特征分析[J]. 工程力学,2023,40(增刊1):39- 45.
    [15] XIAO Z G,YAMADA K,YA S,et al. Stress analyses and fatigue evaluation of rib-to-deck joints in steel orthotropic decks[J]. International Journal of Fatigue,2008,30(8):1387- 1397.
    [16] YA S,YAMADA K,ISHIKAWA T. Fatigue evaluation of rib-to-deck welded joints of orthotropic steel bridge deck[J]. Journal of Bridge Engineering,2011,16(4):492- 499.
    [17] XUE J M,CHEN J Y,STANCU A,et al. Spatial trajectory tracking of wall-climbing robot on cylindrical tank surface using backstepping sliding-mode control[J]. Micromachines,2023,14(3):548.
    [18] TAKADA Y,ITO S,IMAJO N. Development of a bridge inspection robot capable of traveling on splicing parts[J]. Inventions,2017,2(3):22.
    [19] JIANG Z,ZHAO Z,CHEN B,et al. Design and analysis of a passive adaptive wall-climbing robot based on five-bar mechanisms[J]. Ocean Engineering,2024,298:117140.
    [20] LI J,WU J Y,TU C L,et al. Spatial positioning robotic system for autonomous inspection of LPG tanks[J]. Industrial Robot:the International Journal of Robotics Research and Application,2023,50(1):70- 83.
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  • 收稿日期:  2026-04-08
  • 网络出版日期:  2026-06-06

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