我国是拥有斜拉桥数量最多的国家。作为斜拉桥的主要受力部件,拉索因长期曝露在空气中受到日晒、雨淋的影响,跨海桥梁拉索还容易受到空气腐蚀。早期修建的斜拉桥,已经到达需要检修的时期。因此,为保证斜拉桥安全,必须对拉索进行定期检测、维护、甚至更换。而目前拉索的检测和维护,一般是采用人工方法进行,不仅工作强度大、效率低,而且安全性差。为此,产生了用于拉索检测、维护的拉索爬升装置的需求。目前,拉索检测机器人的驱动方式主要有轮式、蠕动式、磁吸附式等。轮式爬升可连续运动、速度快、结构简单、控制方便,但承载能力低、爬升稳定性有待提高。而蠕动式和吸附式爬升稳定性高、负载能力强,但运动不连续、速度慢、结构复杂、自身重。本课题针对现有拉索检测机器人分析,设计一种结构新颖、紧凑、质量轻、爬升稳定、负载能力强的轮式拉索爬升装置。本文主要围绕以下几方面展开工作。(1)结合现有爬升装置结构特点以及轮式爬升装置存在的缺陷,提出设计指标。通过Solidworks建立了轮式拉索爬升装置,并且详细介绍了装置的特点。(2)依据拉索爬升装置机构原理,对拉索爬升装置进行动力学分析,计算出拉索爬升装置驱动-附着条件。并对拉索爬升装置进行数值分析计算,确定了预紧机构和驱动系统的相关参数。(3)利用ADAMS进行虚拟样机仿真分析。结果表明,爬升装置可实现沿拉索连续平稳运动,并具有一定的越障能力,满足携带设备进行高空作业需求。(4)建立了基于STM32单片机的控制系统设计。硬件系统由微控制器、电机驱动模块、测速模块、串口通信模块、电源模块组成。软件系统主要完成系统主程序设计、速度调节程序设计、爬升模式程序设计以及串口通信程序设计。(5)完成了物理样机的研制,在拉索倾角30°~90°情况下,对装置进行大量的室内爬行试验。试验结果表明,本课题所研制的爬升装置在爬升能力、负载能力、越障能力上表现出良好的性能,基本取得了较为理想的设计效果。虽然爬升装置出现了轻微绕索转动现象,但滚轮依然能够贴合拉索表面稳定运行。