1.1目的及意义

当代社会，国内外城市化进程在不断加大，在城市交通、市政、市容等各个方面都有了很大的进步，为满足其需要，电线杆、路灯杆、广告牌立柱等柱状类设备或者建筑装备，出现在街道、公园、广场上。这些电线杆、路灯杆往往高达5-20米，一些广告柱甚至高达百米。安装完成的电线杆、路灯杆也随之带来一些维护问题:壁面的污垢会让杆身降低美观性;同时杆上的壁面，连接处也可能由于腐蚀等，出现安全隐患。这些维护问题往往会造成人力，物力上的大量消耗。

现有主要的清洗方式为升降车清洗与高压水枪清洗，升降车停在指定位置，将车体稳定下来，升降台稳定上升到指定高度后，由清理人员开始清理，由于清洗准备工作较长，这样的方式缺少效率。而在一些地形特殊的地方，升降车难以进入，升降车清洗就无法使用。可见，此种清洗方法有其较大的局限性。

而在椰子种植相关产业繁荣的海南以及其他国家和地区，椰子采摘也出现了类似于清洁维护电线杆、路灯杆的问题。一般椰树树干高约15-30米，果实处于椰树上方，采摘相对来说比较困难。目前，海南椰子的采收方法还是采用传统的方式：1、人上树摘，这是海南人摘椰子的主要方法，但主要问题是危险。2、拿铁钩绑在长竹杆上钩，这主要是对较矮的椰子树且功效较低，劳动强度大。3、训练猴子上树摘椰子，当收效成本过高。现有的采收方式都较为低效，需要一个能够代替人工或者辅助人工的采收设备。

综合以上情景，可以发现对于杆状物的高空作业普遍为人工操作的方式，其表现出了效率低，风险高，成本高的缺点。

随着人们对工作效率，工作安全性的追求不断增加，如今迫切需要一款能够代替人工，高效进行高空危险作业的爬杆机器人。在路灯杆、电线杆清洗，检修中，爬杆机器人搭载清洗模块可以提高清洗效率;在椰子采收业上，爬杆机器人可以代替高危，低效的人工作业;在其他行业里，爬杆机器人也具有很好的应用前景。开发新型，功能拓展便捷，适应复杂环境，耗能低的爬杆机器人，搭载其他设备用于较高杆件的清洗，检测，维护等作业，用机器人将人从恶劣，危险的工作环境中解放出来，甚至解决之前人工难以解决的问题，这将有很大的研究意义。

1.2国内外的研究现状分析

机器人作为一种动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。当今社会，机器人的发展已经取得了长足的进步，是机构学、计算机科学、信息科学等多学科综合的高科技产物，在工业、农业、医学、以及军事等领域日渐发挥着重要的作用。

爬杆机器人作为机器人的一种，其特点是机器人结构需要克服自身重力，依附在圆柱杆（电线杆、树干等）上且能够实现上升下降运动并完成相关作业。国内外在对爬杆机器人的研究许多，并且近几年来机器人行业的发展，爬杆机器人也取得了许多研究成果。

湖北工业大学的张铮，杜鹏，贾勤三人发明设计了一种轮式爬杆机器人包括外框架和固连在外框架周边的三个爬行机构，外框架是包括三个短边和三个长边的非正六边形结构，相邻二长边的中间部位设置有铰接轴和伸缩杆，另一个长边的中间部位设置有打开和扣紧装置；爬行机构包括：呈叉开手指状上下支撑杆、电机、上下同步带、上下滚轮；支撑杆一端相互铰接，上下支撑杆前端有滚轮，各橡胶材质的滚轮通过电机驱动旋转，电机通过控制盒有线或无线控制运转，上下滚轮之间有拉力弹簧。上下滚轮的外圆上有凹槽。其有益效果是：有利于增加滚轮与杆子之间的摩擦力。调节弹簧或伸缩杆可适应不同杆径，能在杆上快速且自由移动，适应不同材料、不同截面形状的杆件的爬行。如下图1所示