[0025] 以下结合附图对本发明作进一步说明：
[0026] 如图1所示，一种杆体外壁攀爬越障机器人，包括环形支架1、攀爬机构2和停留自锁装置3。环形支架1用于固定攀爬机构2；攀爬机构2共有四个；四个攀爬机构2沿环形支架1轴线的周向均布，是直接的攀爬部件；停留自锁装置3安装在环形支架1中部，包括对称设置的两个夹持单元，用于从两侧夹紧杆体，保证杆体外壁攀爬越障机器人在停留时的稳定性。
[0027] 如图2所示，环形支架1包括两个安装环和两个连接支架。两个安装环同轴且间隔设置，并通过两个连接支架固定。两个连接支架对中设置在安装环轴线的两侧。安装环包括两个半圆环1‑1和铰链1‑2。两个半圆环1‑1的一端通过铰链1‑2转动连接，可以使环形支架1在安装与拆卸过程中形成用于套上杆体的开口，使得整个装置的安装与拆卸更灵活便捷。两个半圆环1‑1的另一端通过螺栓螺母固定连接。
[0028] 如图3所示，攀爬机构2包括攀爬越障单元2‑1和中间杆2‑4。中间杆2‑4呈U形，包括一体成型的竖直杆，以及位于竖直杆两端的横杆。中间杆2‑4的两端均安装有攀爬越障单元2‑1。攀爬越障单元2‑1包括连杆2‑2、牵引弹簧2‑3、攀爬电机2‑1‑1、麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2、越障外板2‑1‑3、越障支撑板2‑1‑4、短杆2‑1‑5、长杆2‑1‑6和越障弹簧2‑1‑7。麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2支承在越障外板2‑1‑3上，并由固定在越障外板2‑1‑3上的攀爬电机2‑1‑1驱动旋转。短杆2‑1‑5、长杆2‑1‑6的一端与越障外板2‑1‑3的两个不同位置铰接。短杆2‑1‑5、长杆
2‑1‑6的另一端与越障支撑板2‑1‑4的两个不同位置铰接。短杆2‑1‑5的中部与长杆2‑1‑6的中部通过越障弹簧2‑1‑7连接。连杆2‑2的中部与中间杆2‑4对应横杆的外端铰接。连杆2‑2的外端与越障支撑板2‑1‑4固定。连杆2‑2的内端与中间杆2‑4上的竖杆通过牵引弹簧2‑3连接。短杆2‑1‑5、长杆2‑1‑6与越障外板2‑1‑3的铰接点连线，跟短杆2‑1‑5、长杆2‑1‑6与越障支撑板2‑1‑4的铰接点连线交叉设置。长杆2‑1‑6位于短杆2‑1‑5远离中间杆2‑4的一侧。
[0029] 同一攀爬机构2中两个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2的旋向相反(即两个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2分别为左旋轮、右旋轮)。攀爬越障单元2‑1中的麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2朝向环形支架1的中心轴线。连杆2‑2与中间杆2‑4的铰接点作为支点使连杆2‑2两端形成杠杆原理，使牵引弹簧2‑3可以通过连杆2‑2的杠杆原理对越障支撑板2‑1‑4进行有效地牵引，进而使得麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2紧密贴合在杆体上。
[0030] 如图5所示，当机器人在爬升运动中遇到障碍时，接触障碍物的麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2受到障碍物的阻力；该阻力带动越障外板2‑1‑3相对于越障支撑板2‑1‑4向远离障碍物的一侧运动。越障外板2‑1‑3进一步带动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6以相反的方向转动(以图4中箭头方向为攀爬越障单元2‑1的行进方向，遇到障碍物时，短杆2‑1‑5相对于图4的视角顺时针旋转，长杆2‑1‑6相对于图4的视角逆时针旋转)，转动的短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6带动麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2远离杆体，从而达到越过障碍物的效果。同时，转动的短杆2‑1‑5和长杆
2‑1‑6将拉长越障弹簧2‑1‑7；在麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2越过障碍物后，越障弹簧2‑1‑7拉动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6复位。
[0031] 如图6所示，当机器人在下降运动中遇到障碍时，接触障碍物的麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2受到障碍物的阻力；该阻力带动越障外板2‑1‑3相对于越障支撑板2‑1‑4向远离障碍物的一侧运动。越障外板2‑1‑3进一步带动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6以相反的方向转动(以图4中箭头的反方向为攀爬越障单元2‑1的行进方向，遇到障碍物时，短杆2‑1‑5相对于图4的视角逆时针旋转，长杆2‑1‑6相对于图4的视角顺时针旋转)，转动的短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6带动麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2远离杆体，从而达到越过障碍物的效果。同时，转动的短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6将拉长越障弹簧2‑1‑7；在麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2越过障碍物后，越障弹簧2‑1‑7拉动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6复位。
[0032] 机器人共有八个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2；装置顶部和底部各自分布四个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2；当攀爬电机2‑1‑1驱动顶部与底部的麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2同向转动时，杆体外壁上的机器人被麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2带动向上或向下进行直线运动；当位于顶部的四个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2与位于底部的四个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2以相反的方向转动时，麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2带着杆体外壁上的攀爬越障机器人绕杆体正向或反向转动；进而使得攀爬越障机器人具有很大的运动灵活性。
[0033] 如图7所示，停留自锁装置3内的两个夹持单元分别安装在环形支架1的两个连接支架1‑1上。夹持单元包括弧形卡盘3‑1、丝杠3‑2、导杆3‑3、夹持支架和丝杠电机3‑7。夹持支架固定在环形支架1的对应连接支架上。丝杠电机3‑7固定在夹持支架上。丝杠电机3‑7与丝杠3‑2连接，驱动丝杠3‑2进行螺旋运动。弧形卡盘3‑1的外侧与导杆3‑3的一端固定。导杆3‑3与夹持支架滑动连接。丝杠3‑2的一端与弧形卡盘3‑1的外侧构成转动副。通过驱动丝杠
3‑2螺旋运动实现弧形卡盘3‑1的横向移动。两个夹持单元中的弧形卡盘3‑1的内侧相对设置，并朝向环形支架1的中心轴线。
[0034] 夹持支架包括前支撑板3‑4、后支撑板3‑6、丝杠固定座3‑8和直线轴承3‑5。前支撑板3‑4、后支撑板3‑6分别固定在连接支架的内、外两侧。连接支架和前支撑板3‑4安装有丝杠固定座3‑8；丝杠固定座3‑8用以支撑丝杠3‑2。后支撑板3‑6、前支撑板3‑4和支撑固定板3‑5上安装有直线轴承3‑5，直线轴承3‑5用以连接导杆3‑3，使导杆3‑3可以直线运动，并在自锁时承担机器人重量，通过丝杠电机3‑7的转动带动丝杠3‑2来控制弧形卡盘3‑1完成对杆体进行夹紧和放松。
[0035] 该杆体外壁攀爬越障机器人的攀爬方法如下：
[0036] 步骤一：将环形支架2上的螺栓螺母打开后套置到杆体上，使得各麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2在牵引弹簧2‑3的作用下抵住杆体；再将环形支架2闭合后安装螺栓螺母，完成该杆体外壁攀爬越障机器人与杆体的连接。
[0037] 步骤二：杆体外壁攀爬越障机器人在杆体上进行爬升、下降或旋转。
[0038] 杆体外壁攀爬越障机器人在杆体上进行爬升及越障的过程如下：
[0039] (1)八个攀爬电机2‑1‑1同时启动同向转动，带动相连的八个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2同步同向转动，杆体外壁攀爬越障机器人开始爬升。
[0040] (2)当机器人在爬升运动中遇到障碍时，接触障碍物的麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2受到障碍物的阻力；该阻力带动越障外板2‑1‑3相对于越障支撑板2‑1‑4向远离障碍物的一侧运动。越障外板2‑1‑3进一步带动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6以相反的方向转动(以图4中箭头方向为攀爬越障单元2‑1的行进方向，遇到障碍物时，短杆2‑1‑5相对于图4的视角顺时针旋转，长杆2‑1‑6相对于图4的视角逆时针旋转)，转动的短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6带动麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2远离杆体，从而达到越过障碍物的效果。同时，转动的短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6将拉长越障弹簧2‑1‑7；在麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2越过障碍物后，越障弹簧2‑1‑7拉动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6复位。
[0041] (3)当机器人达到预计高度时，八个攀爬电机2‑1‑1停转，爬升运动停止。
[0042] 机器人转向过程如下：
[0043] 假设机器人向上爬升时攀爬电机2‑1‑1旋转方向为正方向，又设位于顶部的四个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2选用右旋轮，位于底部的四个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2选用左旋轮，否则以下电机旋转方向相反。
[0044] (1)当位于顶部的四个攀爬电机2‑1‑1正向旋转，位于底部的四个攀爬电机2‑1‑1反向旋转，此时机器人围绕杆体向右旋转。
[0045] (2)当位于顶部的四个攀爬电机2‑1‑1反向旋转，位于底部的四个攀爬电机2‑1‑1正向旋转，此时机器人围绕杆体向左旋转。
[0046] 杆体外壁攀爬越障机器人在杆体上进行下降及越障的过程如下：
[0047] (1)八个攀爬电机2‑1‑1同时启动同步反向转动，带动相连的八个麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2同步反向转动，杆体外壁攀爬越障机器人开始下降。
[0048] (2)当机器人在下降运动中遇到障碍时，接触障碍物的麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2受到障碍物的阻力；该阻力带动越障外板2‑1‑3相对于越障支撑板2‑1‑4向远离障碍物的一侧运动。越障外板2‑1‑3进一步带动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6以相反的方向转动，转动的短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6带动麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2远离杆体，从而达到越过障碍物的效果。同时，转动的短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6将拉长越障弹簧2‑1‑7；在麦克纳姆攀爬轮2‑1‑2越过障碍物后，越障弹簧2‑1‑7拉动短杆2‑1‑5和长杆2‑1‑6复位。
[0049] (3)当机器人达到预计高度时，八个攀爬电机2‑1‑1停转，下降运动停止。
