高壓輸電線路巡檢機(jī)器人沿線爬坡能力分析與優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TP242；TM755 DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.06.017

0 引言

輸電線路巡檢工作是電力系統(tǒng)高效運(yùn)行的重要保證。目前，人工巡檢費(fèi)時(shí)費(fèi)力，直升機(jī)巡檢可能存在視角盲區(qū)。因此，越來(lái)越多研究者致力于采用巡檢機(jī)器人完成輸電線路的巡檢工作，該方式不僅安全可靠，還具有更高的巡檢效率[-2]。然而，部分高壓輸電線路段相鄰兩塔桿間跨度短、高度差大，導(dǎo)致桿塔附近處輸電線纜坡度較大。為確保機(jī)器人具備穿越大坡度線路段的能力，要求巡檢機(jī)器人最大爬坡角度不得小于 。因此，提升巡檢機(jī)器人爬坡能力具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。

國(guó)外研究者對(duì)輸電線路巡檢機(jī)器人的研究起步較早。日本關(guān)西電力株式會(huì)社開(kāi)發(fā)了名為“Expliner”的輸電線路巡檢機(jī)器人[4-5]，其擁有4個(gè)行走輪和兩個(gè)導(dǎo)向輪，但沒(méi)有夾緊機(jī)構(gòu)，難以在傾角較大的線纜上工作；加拿大魁北克水電研究所發(fā)布了名為“LineScout”的輸電線路巡檢機(jī)器人，該機(jī)器人由兩個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂組成，沒(méi)有輔助爬坡的夾緊機(jī)構(gòu)，其最大爬坡角度為 25^° 。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)圍繞輸電線路巡檢機(jī)器人的研究也取得了一定的突破。武漢大學(xué)于2012年提出一款穿越通過(guò)沿線障礙物的輸電線路巡檢機(jī)器人7-8]，該機(jī)器人反對(duì)稱裝有兩個(gè)機(jī)械臂，通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)增大行走輪和下方壓緊輪與電纜間的正壓力，提高了機(jī)器人爬坡能力，最大爬行坡度為 30^° ；山東大學(xué)于2016年根據(jù)仿生學(xué)原理研制了一款對(duì)稱三臂式巡檢機(jī)器人，能沿 30^° 以內(nèi)坡度的輸電線纜爬行；中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所在2017年成功研發(fā)了一款專用于超高壓輸電線路巡檢的機(jī)器人[10，該機(jī)器人由于沒(méi)有配置夾緊機(jī)構(gòu)，爬坡能力不足。綜上可知，為提高巡檢機(jī)器人爬坡能力，普遍做法為在行走輪下方加裝夾緊輪機(jī)構(gòu)，改變行走輪與線路間的正壓力，提升機(jī)器人爬坡能力[11-12]。

本文針對(duì)一款雙臂輪式巡檢機(jī)器人，建立其沿線爬坡靜力學(xué)受力模型，考慮夾緊輪與輸電線纜間夾緊力大小和行走輪構(gòu)型變化等約束條件，采用Adams仿真軟件求解機(jī)器人最大爬坡角度；分別采用單因素法和響應(yīng)面法，分析了單一因素對(duì)機(jī)器人最大爬坡角度的影響及全部影響因素指標(biāo)參數(shù)變化對(duì)機(jī)器人最大爬坡角度的聯(lián)合作用效果，獲取各因素影響程度大小和最優(yōu)組合方案；最后，通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證了上述分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1巡檢機(jī)器人的構(gòu)型

巡檢機(jī)器人構(gòu)型如圖1所示。由圖1可知，機(jī)器人主要由3部分組成：行走輪組件、行走臂和機(jī)身。行走輪組件包括行走機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿線行走和夾線功能。行走臂包含伸縮關(guān)節(jié)、俯仰關(guān)節(jié)和回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人抬臂、收臂和壓緊等功能。機(jī)身包含導(dǎo)軌機(jī)架和機(jī)箱兩個(gè)部分，分別用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人錯(cuò)臂功能和放置機(jī)器人控制器及電池。

2巡檢機(jī)器人爬坡能力分析

2.1巡檢機(jī)器人爬坡模型

為提高機(jī)器人巡檢效率，在無(wú)障礙線路段，機(jī)器人采用行走輪雙輪滾動(dòng)方式沿線快速行進(jìn)[13-14]，上坡過(guò)程中，令機(jī)器人右側(cè)行走臂為臂A，左側(cè)行走臂為臂B。機(jī)器人滾動(dòng)上坡如圖2所示。

設(shè)線路坡度為 α ，機(jī)器人俯仰角為 β ， r 為行走輪半徑；臂A長(zhǎng)度為 l_a ，臂A質(zhì)心位于 C_a 處，且 l_A/2 ，臂A質(zhì)心 C_A 與懸掛點(diǎn) O_A 的水平距離為 ；臂B長(zhǎng)度為 l_B ，質(zhì)心位于 C_B 處，且 ，臂B質(zhì)心C_?B 與懸掛點(diǎn) O_A 的水平距離為 ；導(dǎo)軌和控制盒質(zhì)心位于 C 處，且 d_AC=d_BC ， C 與懸掛點(diǎn) O_A 的水平距離為 ，與線纜的垂直距離為 。由幾何關(guān)系有

機(jī)器人勻速上坡時(shí)，沿線纜和垂直線纜方向的力平衡方程為

機(jī)器人繞 O_A 點(diǎn)的力矩平衡方程為

式中， T_A 、 T_B 分別為臂A、臂B行走輪電動(dòng)機(jī)提供的驅(qū)動(dòng)力矩； M_A 、 M_B 分別為臂A、臂B行走輪所受的滾動(dòng)摩擦力偶矩； N_A ， N_B 分別為前、后行走輪所受的正壓力； f_A 、 f_B 分別為前、后行走輪所受的摩擦力； m_A. m_B? ， m_c 、 m_D 分別為機(jī)器人前臂、后臂、導(dǎo)軌和控制盒的質(zhì)量； α_a 為機(jī)器人上坡加速度。

機(jī)器人勻速上坡時(shí)，假設(shè)機(jī)器人整體構(gòu)型為穩(wěn)定的平行四邊形結(jié)構(gòu)，有 l_A=l_B=l ， α=β ，且機(jī)器人兩臂質(zhì)量相等。根據(jù)式（1）、式（2）、式（3）可得，機(jī)器人滾動(dòng)爬坡所需的驅(qū)動(dòng)力矩為

T_A+T_B=（m_A+m_B+m_C+m_D）gsinα+μ（N_A+N_B）

式中， m_Agsinα-Δ;Δ=[2（m_A+m_c+m_D）gsinαl-2（m_c+m_D）gsinα]， m_D）gcosαd_AC]/2d_AB; μ 為行走輪與輸電線的靜摩擦因數(shù)。

由式（2）可得，機(jī)器人沿線不打滑條件為

因此，當(dāng)巡檢機(jī)器人采用滾動(dòng)模式沿線快速行

走時(shí)，需滿足兩個(gè)條件：1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能提供足夠的驅(qū)動(dòng)力矩；2）行走輪與線路間無(wú)打滑現(xiàn)象

2.2機(jī)器人爬坡能力影響因素分析

1）夾緊輪夾緊力

為提高機(jī)器人行走輪與線路間正壓力，巡檢機(jī)器人行走輪下方各配備一對(duì)夾緊輪，沿行走輪中心對(duì)稱分布，通過(guò)夾緊輪電動(dòng)機(jī)力矩模式伺服控制，調(diào)整行走輪與線纜間的正壓力。電動(dòng)機(jī)額定功率有限，夾緊力不能無(wú)限增大，否則會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因此，夾緊力需滿足以下條件

N_min?N_i?N_max;i=1，2

式中， N_i 為各個(gè)夾緊輪提供的夾緊力； N_min 為夾緊力最小值，一般情況下為 0N ； N_max 為夾緊力最大值，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大驅(qū)動(dòng)力矩決定。

2）行走輪構(gòu)型

巡檢機(jī)器人行走輪與高壓輸電地線接觸區(qū)域的橫截面可分為兩種主要形式，即V形和圓弧形。這兩種構(gòu)型如圖3所示。

對(duì)于V形結(jié)構(gòu)行走輪，假設(shè)行走輪為剛體，與導(dǎo)線接觸區(qū)域所受負(fù)載保持不變。此時(shí)行走輪的負(fù)載為 W ，與導(dǎo)線接觸面半徑為 r ，包角為 2β^′ ，產(chǎn)生的接觸面壓力為 F_n 。在不打滑的前提下，導(dǎo)線對(duì)V形結(jié)構(gòu)行走輪施加的牽引力 F_v 與負(fù)載 W 之間的關(guān)系為

對(duì)于圓弧形結(jié)構(gòu)行走輪，假設(shè)行走輪承受負(fù)載 W 并在弧長(zhǎng) dθ 上受到力 F_n 的作用，包角為 2β^′ 。同理，在不打滑的前提下，導(dǎo)線對(duì)圓弧形結(jié)構(gòu)行走輪施加的牽引力 F_， 與負(fù)載 W 之間的關(guān)系為

結(jié)合式（7）與式（8），當(dāng)兩種行走輪構(gòu)型與線纜間接觸包角均為 β^′ 時(shí)，可得

式中，當(dāng) 時(shí)， tanβ^′gt;β^′ 。因此，在同一負(fù)載條件下，V形結(jié)構(gòu)行走輪所產(chǎn)生的牽引力始終大于圓弧形結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的牽引力，并隨著包角的減小而增大；但包角不宜過(guò)大或者過(guò)小，否則會(huì)影響機(jī)器人行走的穩(wěn)定性。則有

β_min^′?β^′?β_max^′

式中， β^′ 為V形結(jié)構(gòu)下的行走輪包角； β_min^′ 為行走輪設(shè)計(jì)中的包角最小值； β_max^′ 為行走輪設(shè)計(jì)中的包角最大值。為了保證機(jī)器人行走的穩(wěn)定性與安全性，行走輪包角范圍應(yīng)在 30^°～60^°[15]

2.3機(jī)器人爬坡能力仿真分析

本文利用Adams仿真軟件求解巡檢機(jī)器人最大爬坡角度。具體流程如下。首先，在SolidWorks軟件中創(chuàng)建機(jī)器人三維模型，并將其轉(zhuǎn)化為Parasolid類型文件；其次，將巡檢機(jī)器人裝配體導(dǎo)人Adams軟件中，確保每個(gè)部件幾何形狀和尺寸與實(shí)際機(jī)器人相符，并利用Adams布爾運(yùn)算，減少機(jī)器人多余連接，簡(jiǎn)化樣機(jī)模型，降低機(jī)器人沿線爬坡仿真過(guò)程中運(yùn)算量。再次，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿線纜爬坡運(yùn)動(dòng)，設(shè)置機(jī)器人各個(gè)部件之間的運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)類型以及大?。蛔詈螅O(shè)置仿真時(shí)長(zhǎng)和步數(shù)，仿真機(jī)器人沿線爬坡。巡檢機(jī)器人Adams樣機(jī)模型如圖4所示。

輸電線受其自身重力影響呈懸鏈狀。本文僅考慮線路坡度對(duì)機(jī)器人爬坡的影響，在仿真過(guò)程中忽略線纜的柔性變化，將其視為一根剛性的懸鏈線。懸鏈線計(jì)算式為

式中， H 為線纜所受水平張力； 0 ξ_l 為兩支座跨距； ∣c∣ 為兩支座高度差； 為線路負(fù)載，此處為線路自重載荷。

在式（11）中，代人線纜結(jié)構(gòu)參數(shù)，求出懸鏈線各節(jié)點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)，如表1所示。在SolidWorks軟件中按照表1參數(shù)構(gòu)建線路。圖5所示為機(jī)器人初始狀態(tài)。由圖5可知，機(jī)器人在懸鏈線線纜最低點(diǎn)處。

假設(shè)機(jī)器人行走輪為V形結(jié)構(gòu)，且行走輪電動(dòng)機(jī)能提供足夠的力矩。其他狀態(tài)仿真參數(shù)如表2所示。在Adams軟件中進(jìn)行仿真，圖6所示為機(jī)器人爬坡過(guò)程中某一時(shí)刻的狀態(tài)，仿真結(jié)果如圖7所示。

機(jī)器人沿線纜向上爬坡過(guò)程中，爬坡角度變化如圖7（a）所示，在約22s處曲線向下變小，出現(xiàn)拐點(diǎn)處的角度約為 16.6^° ，此時(shí)機(jī)器人出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因此，判斷機(jī)器人最大爬坡角度可達(dá) 16.6^° 左右；行走輪速度變化如圖7（b）所示，由圖可知，隨著爬坡角度不斷變大，行走輪運(yùn)動(dòng)速度先上升后下降，約在22s處，行走輪速度減至 0m/s 后又增大，并且在0m/s 處上下持續(xù)振蕩，說(shuō)明此時(shí)機(jī)器人在輸電線路上反復(fù)上下運(yùn)動(dòng)，行走輪已經(jīng)完全打滑。

3影響機(jī)器人爬坡能力的相關(guān)參數(shù)優(yōu)化

3.1單因素法分析各因素對(duì)爬坡能力的影響

第2節(jié)分析了影響機(jī)器人爬坡能力的主要因素，包括前、后夾緊輪夾緊力和行走輪包角。本節(jié)采用單變量分析法，分析不同參數(shù)單獨(dú)變化對(duì)機(jī)器人爬坡能力的影響。具體做法為：控制兩個(gè)因素固定不變，改變另外一個(gè)因素的值，分析其對(duì)機(jī)器人最大爬坡角度的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

由圖8（a）、圖8（b）可知，機(jī)器人最大爬坡角度隨著前、后輪夾緊力增大而增大。當(dāng)前輪夾緊力從0N增大到200N時(shí)，機(jī)器人最大爬坡角度從 16.6^° 增大到 23.6^° ；當(dāng)后輪夾緊力從0N增大到200N時(shí)，機(jī)器人最大爬坡角度從 16.6^° 增大到 23^° 。由圖8（c）可知，機(jī)器人最大爬坡角度隨著行走輪包角增大而減小。當(dāng)行走輪包角從 30^° 增大到 60^° 時(shí)，機(jī)器人最大爬坡角度從 27.4^° 減小到 16.6^° 。

綜上可知，僅考慮單一因素影響，適當(dāng)增大前、后輪夾緊輪與線纜間夾緊力或減小行走輪包角，均可有效增大巡檢機(jī)器人最大爬坡角度，提高其爬坡能力。

3.2響應(yīng)面法優(yōu)化機(jī)器人爬坡能力

從單因素法結(jié)果可知，本文研究的各因素均會(huì)在一定范圍內(nèi)對(duì)機(jī)器人最大爬坡角度產(chǎn)生影響。為獲取各因素影響程度的大小和最優(yōu)匹配方案，采用DesignExpert軟件完成響應(yīng)面設(shè)計(jì)。將機(jī)器人最大爬坡角度 （Y） 作為響應(yīng)值，前夾緊輪夾緊力 （X₁） 、后夾緊輪夾緊力 （X₂） 、行走輪包角 （X₃） 為考察因素，為使優(yōu)化結(jié)果更具普遍性，剔除掉一些突變點(diǎn)。影響因素和水平選擇如表3所示，響應(yīng)面設(shè)計(jì)及其結(jié)果如表4所示。

運(yùn)用Designexpert軟件對(duì)表4中數(shù)據(jù)進(jìn)行多元擬合，得到機(jī)器人最大爬坡角度 Y 關(guān)于前夾緊輪夾緊力 （X₁） 、后夾緊輪夾緊力 （X₂） 、行走輪包角 （X₃） 的二次線性回歸方程，即

Y=29.4+4.25X₁+3.96X₂-5.54X₃+0.05X₁X₂- 0.8XX-0.775XX+0.0125X2+0.0375X2- 0.562 5X2 （12

為驗(yàn)證方程有效性，對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表5所示。

表5中， P 值用于考量模型和各項(xiàng)方差源的顯著程度， Plt;0.001 、 0.001?Plt;0.05 和 Pgt;0.05 分別代表著非常顯著、顯著和不顯著。查表5可知，該模型Plt;0.001 ，表明模型的結(jié)果非常顯著，驗(yàn)證了線性回歸方程的有效性。另外，一次項(xiàng) X₁ 、 X₂ 1 X₃ 和交互項(xiàng) X₁X₃ 、 X₂X₃ 以及二次項(xiàng) X₃² 都非常顯著，其余項(xiàng)不顯著。其次， F 值的大小表示各個(gè)影響因素對(duì)機(jī)器人爬坡角度的影響程度大小。由表5可知，行走輪包角 X₃ 對(duì)機(jī)器人爬坡角度的影響最為顯著，其次是前夾緊輪夾緊力 X₁ ，最后是后夾緊輪夾緊力 X₂

響應(yīng)面分析圖是機(jī)器人最大爬坡角度Y對(duì)影響因素變量（前夾緊輪夾緊力 X_ι 、后夾緊輪夾緊力 X₂ 行走輪包角 X₃ ）形成的三維曲面圖，可直觀分析各影響因素的交互作用。當(dāng)其他因素不變時(shí)，曲面越陡，則影響越顯著。圖9為各影響因素對(duì)響應(yīng)值的響應(yīng)面分析圖。

從圖9可知，隨著前夾緊輪夾緊力 X₁ 和后夾緊輪夾緊力 X₂ 的增加，機(jī)器人最大爬坡角度 Y 逐漸增大；隨著行走輪包角 X₃ 的增加，機(jī)器人最大爬坡角度Y逐漸減小。除此之外，沿行走輪包角方向的彎曲面最為陡峭，沿后夾緊輪夾緊力方向的彎曲面最為平緩。這表明，機(jī)器人最大爬坡角度Y受行走輪包角 X₃ 的影響最為強(qiáng)烈，受后夾緊輪夾緊力 X₂ 的影響最為輕微，此結(jié)論與方差分析結(jié)果一致。

利用DesignExpert軟件對(duì)所得的回歸方程進(jìn)行逐步回歸，確定機(jī)器人最大爬坡角度的最優(yōu)條件，即前夾緊輪夾緊力為 90.794N 、后夾緊輪夾緊力為141.997N、行走輪包角為 47.279^° ，此時(shí)機(jī)器人最大爬坡角度為 32.11^° 。為便于實(shí)際操作，將參數(shù)修訂為前夾緊輪夾緊力為 90N 、后夾緊輪夾緊力為142N 、行走輪包角為 47^° ，在此條件下，機(jī)器人最大爬坡角度為 32^° ，與模型預(yù)測(cè)值較一致，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。

4巡檢機(jī)器人樣機(jī)爬坡試驗(yàn)

在上述理論與仿真分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)體樣機(jī)爬坡試驗(yàn)驗(yàn)證本文所述的機(jī)器人沿線爬坡能力分析與優(yōu)化結(jié)果的可行性。

圖10所示為雙臂輪式巡檢機(jī)器人。樣機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)：將巡檢機(jī)器人置于模擬輸電線上，控制巡檢機(jī)器人行走速度大致在 0.1m/s ，觀察巡檢機(jī)器人在線路上是否存在打滑現(xiàn)象，如出現(xiàn)打滑，則停止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

分別搭建不同坡度角的模擬線路進(jìn)行下述試驗(yàn)：首先，在無(wú)夾緊力的情況下分別對(duì)行走輪包角為 60^° 和 45^° 兩種狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)器人爬坡試驗(yàn)，驗(yàn)證行走輪包角對(duì)機(jī)器人爬坡能力的影響；最后，夾緊輪電動(dòng)機(jī)在力矩模式下，通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞繞組電流大小和方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出力矩的精確控制，以此方法調(diào)節(jié)夾緊輪與線纜間正壓力大小，驗(yàn)證夾緊力對(duì)機(jī)器人爬坡能力的影響。圖11所示為巡檢機(jī)器人樣機(jī)爬坡試驗(yàn)結(jié)果。

如圖11（a）所示，在初始狀態(tài)下，機(jī)器人在 16^° 以下坡度的線路上能正常行走，當(dāng)坡度大于 16^° 時(shí)，機(jī)器人無(wú)法以滾動(dòng)方式沿線行走，開(kāi)始出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；如圖11（b）所示，更換包角為 45^° 的行走輪后，機(jī)器人在 22^° 以下坡度的線路上能正常行走，當(dāng)坡度大于 22^° 時(shí)，機(jī)器人出現(xiàn)打滑現(xiàn)象；如圖11（c）所示，前后夾緊輪各提供100N夾緊力后，機(jī)器人在 24^° 以下坡度的線路上能正常行走，當(dāng)坡度大于 24^° 時(shí)，機(jī)器人無(wú)法正常爬坡。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)改變行走輪結(jié)構(gòu)和添加夾緊力均可有效提高機(jī)器人沿線滾動(dòng)爬坡能力。

5 結(jié)論

1）針對(duì)一種輸電線巡檢機(jī)器人，結(jié)合靜力學(xué)模型分析機(jī)器人沿線纜勻速爬坡的受力特點(diǎn)，利用Adams仿真軟件建立機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型，并對(duì)其最大爬坡角度進(jìn)行了求解。

2）通過(guò)單因素和響應(yīng)面結(jié)果分析，得到不同因素對(duì)機(jī)器人最大爬坡角度的影響程度，由大到小分別為：行走輪包角、前夾緊輪夾緊力、后夾緊輪夾緊力。并且通過(guò)線性回歸方程，解得的最優(yōu)組合搭配為：前夾緊輪夾緊力為 90N 、后夾緊輪夾緊力為142N 、行走輪包角為 47^° ，在此條件下，機(jī)器人最大爬坡角度為 32^° ，較優(yōu)化前提高了 92% 。

3）通過(guò)巡檢機(jī)器人樣機(jī)爬坡試驗(yàn)，驗(yàn)證了本文對(duì)該巡檢機(jī)器人爬坡能力優(yōu)化的準(zhǔn)確性。

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Analysis and optimization of climbingcapability forhigh-voltage transmission line inspection robots along the route

YANG Zhiyong1WANGHaoyang'XIAO Xi2TIAN Wang' （1.School of Mechanical Engineering，Hubei Universityof Technology，Wuhan 43oo68，China） （2.Hubei Tobacco Industry Co.，Ltd.，Wuhan 430048，China）

Abstract：[Objective]Inordertoenable theinspectionrobottopassthrough the largegradient linesmoothlyandto improvetheclimbingabilityalongthelineofthedual-armedwheeledinspectionrobot，ananalysisandoptimizationacaried outforadual-armedwheeledinspectionrobot.[Methods]Firstly，theforcecharacteristicsoftherobotduringuniformslope climbingwereanalyzedusingastaticmechanicsmodel，andavirtualprototypeoftherobotwasestablishedusingAdams simulationsoftwaretodetermineitsmaximumslope-climbingangle.Then，both single-factorandresponsesurfacemethods wereusedtoanalyzetheinfluenceofparameterssuchasthewrappingangleofthewalkingwhels，theclamping forceof the frontgrippingwhelsandtheclampingforceofthereargrippingwhelsontherobot'smaximumslope-climbingangle.Finally themaximumslope-climbinganglewasderivedusingalinearregressionequation，andtheoptimizationresultswerevalidated throughtests witharobot prototype.[Results]Theresultsshowthatafteroptimization，therobot’smaximumslope-climbing anglereaches 32^° ，an increase of 92% compared to that before optimization.The results indicate that modifying the walking whelstructureandincreasing theclampingforcecaneffectivelyimprovetheslope-climbingcapabilityoftheinspectionrobot along steep lines.

Keywords：Inspectionrobot;Adamssimulation;Climbingcapability;Single-factoranalysis method;Responsesurfacetest method