巡检机器人行走夹持机构夹持力计算

由于重力影响使得机器人车体水平姿态发生倾斜，通过质心调节，可以保证车体水平，但由于控制系统存在误差，使得质心不可能正好落在单轮支撑点上，导致机器人车体在单轮悬挂时出现晃动。为此，提出了一种新的机器人行走夹持机构，这种机构采用轮爪复合，便于行走和越障。在分析了机器人车体发生晃动的原因之后，给出了夹持力计算公式，并对夹持机构抑制车体晃动的夹持力进行了计算，为夹紧电机的选取提供了理论依据。     

一种自主越障巡检机器人行走夹持机构

在机器人越障过程中，由于重力的影响使得机器人车体水平姿态发生变化，从而机器人自主越障变得十分困难。分析了超高压输电线路障碍物的类型，提出了一种新的双臂自主越障巡检机器人构型，该构型能够跨越输电线路上的障碍物。针对这种新构型，阐述了机器人行走夹持机构的工作原理和实现形式，着重分析研究了偏心夹持机构对保持车体水平姿态的机理。最后，通过越障实验验证了行走夹持机构的可行性。     

重型构件夹持机构驱动力与夹持力关联模型研究

建立了含摩擦转动副大型夹持机构的夹紧力模型,并在此基础上对典型重型夹持机构力的传递进行分析,建立了含摩擦转动副重型夹持机构液压缸输出力(驱动力)与钳口夹持力之间的关联模型,并通过实例计算验证了此模型的准确性,为重型构件夹持系统设计提供了理论依据.     

基于输电线路行走越障任务的巡检机器人机构设计

针对超高压输电线路巡检机器人在线路巡检中行走越障的任务需求,在分析超高压线路障碍类型的前提下,提出了一种新型的适用于线路障碍类型多且角度大的巡检机器人行走及越障机构。介绍了变距越障机构和恒力矩夹持机构的构型及结构特点,根据输电线路障碍物尺寸变化的情况,分析了双臂变距越障机构对障碍物长度尺寸变化的适应性,在分析了机器人爬坡能力的基础上设计的恒力矩夹持机构,提高了机器人的爬坡性能。最后,通过现场实验验证了该行走及越障机构设计的可行性和有效性。     

一种搬运机器人夹持机构设计与抗倾覆性分析

基于十字坐标,设计了一种搬运机器人,其夹持机构为两侧对称、单侧双滑块结构。建立了夹持机构动力学模型,分析了其受力和运动情况,基于ADAMS和MATALB搭建了机器人整体抗倾覆性PID控制模型,仿真分析了其影响因素。分析结果表明,夹持机构的受力和运动可靠可控,机器人整体抗倾覆性可调可控。针对夹持机构的运动学情况和机器人整体抗倾覆性的影响因素,对夹持机构的相应控制策略进行了设计,以使机器人在自动搬运过程中能准确控制夹持机构夹持力。     

锻造操作机夹持机构最优夹紧力分析

利用Pro-E、Mechanism/Pro、ADAMS和ANSYS等软件建立了夹持机构的多刚体动力学模型和有限元模型,在考虑摩擦基础上研究了夹持力F0与下倾角φ的关系,分析了不同夹紧力F0夹持额定负载时夹持机构的强度。研究结果表明,综合考虑锻件下倾角φ和关键零件的安全系数n,该夹持机构夹持额定负载时的最优工作夹紧力为240T～250T。研究结果对于提高操作机夹持机构的可靠性以及进一步实现柔性夹持控制具有重要意义。     

输电铁塔攀爬机器人夹持机构设计

针对输电铁塔危险部位的检修工作,设计了一种新型攀爬机器人;根据攀爬机器人的运动环境和夹持方式,设计了一种由磁吸附和机械夹持结合的复合结构,以保证夹持的可靠性和准确性.该夹持手爪由一个电机驱动,通过齿轮传动带动螺旋升降机上下运动,从而实现爪部对角钢的夹紧;同时,通过电磁铁吸附角钢,实现对角钢的双重夹持,可有效抵御攀爬机器...     

新型锻造夹持机构力学建模和承载能力分析

介绍了一种基于机构组合的新型锻造夹持机构,应用联立约束法建立新夹持机构的力学模型,利用反作用力响应盲区的概念对新机构的承载能力进行进一步的分析,建立ADAMS动力学模型,对新旧机构在水平和垂直夹持两个位置时夹持机构夹持力进行比较,计算结果与模拟结果一致.最后通过现场实验证明:新夹钳在锻件垂直位置比原夹钳能够减少至少一半的油缸推力,显著提高了巨型重载夹持机构的承载能力.为巨型重载夹持机构的设计提供了一种思路.     

磁粉夹持系统夹持力理论分析和实验研究

针对整体结构件加工过程中存在的装夹难的问题,提出了一种利用磁粉颗粒传递夹持力的装夹方案。介绍了磁粉夹持系统夹持的基本原理,分析影响磁粉夹持系统夹持力大小的各种因素,确定了磁粉颗粒的摩擦系数、磁感应强度和磁粉填充区域为主要的影响因素。通过实验测定了不同目数的磁粉颗粒的摩擦系数,并利用实验平台测定了电流大小、磁粉填充高度与夹持力大小的关系,根据实验数据确定了磁粉颗粒的目数,得出了磁粉填充高度、电流大小与垂直和水平夹持力的函数关系。     

输电铁塔攀爬机器人夹持机构的设计与分析

针对铁塔检修工人高空作业时手动挂拆安全绳危险性高和效率低的问题,基于菱形原理设计了一种V型角钢对称夹持机构,主要由夹持爪、外展机构和顶出机构组成,夹持爪通过螺旋升降机与滑动导轨的配合实现对角钢的抓紧,垂直于夹持手臂的外展机构通过调整其展出距离改变夹持爪的位置,顶出机构前端的V型块设计可保证机器人机身始终平行于角钢。绘制机器人的SolidWorks三维模型,依据菱形原理简化模型,并验证其对中夹持性和机构设计的合理性,建立静力学模型,对夹持机构进行静力学分析和静力学仿真。通过样机试验,验证了该夹持机构的可行性。     

重载锻造操作机夹持力研究

对重载锻造操作机夹持力计算的重要性和困难性进行分析,指出钳口表面有别于一般意义上的机械手夹持面。并将夹持装置钳口与锻件接触面之间简化为钳口凸齿与锻件挤压槽的作用,提出一种夹持力计算的思路。根据使用工况,将钳口工作分为夹紧状态和夹持状态,阐述两种状态的工作特点和作用,建立工件夹持状态下的受力模型,计算夹持状态下钳口在水平和垂直两个位置时的夹持力。用放大系数修正后的夹持力确定钳杆夹紧液压缸输出力,实现夹紧状态时钳口与工件之间形成充分的凹凸齿作用,以保证钳口夹持状态时能够输出最大夹持力矩。结合钳口与工件接触表面的结构特点和作用,提出钳口凸齿设计的思路和原则。实例计算和虚拟样机仿真证明计算结果有效。     

机器人基座六维力传感器重力补偿研究

机器人基座六维力传感器常受到安装精度和机器人重力影响而出现测量误差。为了解决这一问题,在利用 D-H 法建立机器人位姿模型的基础上,推导出基于最小二乘法的基座六维力传感器静态重力补偿算法。针对算法中需要采集大量机器人位姿数据的问题,采用正交实验法确定样本空间以减少位姿采集量。最后以六自由度协作机器人为例,利用 6 因素 5 水平的正交实验表获取机器人典型位姿,搭建数据采集平台,实现补偿算法所需数据的采集,求解该机器人的基座六维力传感器静态重力补偿矩阵。实验表明,该补偿算法能够有效得到基座六维力传感器测得的误差值。     

新型全液压重载锻造机器人机构设计及分析

针对全液压重载锻造机器人载荷大、搬运速度快和定位精度高的特点提出了一种新型机构方案,该方案能够实现车身回转、夹钳伸缩、夹钳升降、夹钳回转和钳头夹紧五个自由度的运动,其运动主体为一种混联机构,由三组平行四边形连杆机构构成,采用三组液压缸并联驱动,可有效增大机器人工作空间,使负载分配合理,易于控制。建立了运动学和动力学模型,采用正弦曲线将机器人夹钳末端的位移规划为直线运动,在MATLAB中求解出机器人的工作空间,得到了直线运动下各组液压缸的位移和驱动力变化曲线,验证了该模型的正确性和机构的合理性,为重载锻造机器人机构设计提供了一种解决方案。     

步行桨轮及其基本受力分析

在不平的路面上步行运动大大优于轮子的滚动 ,然而目前仿生步行机构相当复杂 ,不适于实际应用。本文介绍了作者提出的一种具有实用性的步行机构——转动滑杆机构 ,并对使用这种机构的步行车辆的受力情况进行了基本分析。步行运动是个很复杂的过程 ,从形态、结构、功能、控制诸方面全面模仿是相当困难的。转动滑杆机构利用了轮子与常用发动机的良好适应性 ,而且能实现模仿步行运动的基本要求。它能产生比一般步行机器人快得多的步行运动 ,可以很方便地安装在现有的轮式车辆上。我们把用于步行机械上的转动滑杆机构命名为“步行桨轮”,它在陆地上可进行步行行走运动 ;在水中还能像船桨一样地划水 ,因此可用于制造水陆两栖步行车辆     

FLEXIBLE MAGNETIC WHEEL TYPE INTELLIGENT WELDING ROBOT FOR SPHERICAL TANK

An intelligent welding robot for spherical tank's all-position multi-layer welds is developed. Based on the dynamics analyzing and simulation testing, a flexible magnetic wheel mechanism is created as the robot's walking carriage. It makes the robot directly attracted to the surface of the spherical tank so as to realize the all-position walking and welding without rail. At the same time, a CCD real-time tracing system is developed for the robot to repeatedly trace the all-position and multi-layer seams. The welding tests show that the welding robot can make the all-position and multi-layer welds with high tracing accuracy, excellent quality and reliable behavior, and it can be applied for practical production.     

一种双足机器人步态规划和运动仿真的研究

通过对人类行走步态的研究,结合双足机器人实际结构,规划机器人行走时的基本姿态及重心轨迹,建立运动学模型,根据规划的行走姿态及轨迹建立运动学方程。应用三维建模软件UG建立双足机器人的简化模型,导入仿真软件ADAMS中生成虚拟样机模型,并通过在Matlab中得到机器人行走的关节运动轨迹对虚拟样机模型进行控制,经仿真后,利用该虚拟样机模型对机器人行走步态进行运动学及动力学分析。应用虚拟样机方法,验证了步态规划的有效性。     

"穿地龙"机器人转向机构虚拟样机研究

"穿地龙"机器人是一种特种机器人,主要由锥形头部、转向机构、冲击装置三部件组成,能够实现PE或PVC管、电缆、光缆等中、小直径管线的地下非开挖铺设,有广泛的应用前景和开发价值.文中介绍了"穿地龙"机器人的转向机构,叙述了该机构中头部的摆动原理,建立了头部质心的运动方程,并运用虚拟样机技术对转向机构进行了虚拟装配和对头部质心的运动进行了仿真研究,可得出虚拟装配无干涉和可实现头部质心的各种位姿变化,验证了该转向机构的可靠性,可为"穿地龙"机器人的总体设计提供参考.     

平衡补偿式步行轮的补偿原理及运动特性

提出了补偿步行轮重心波动的一种新方法——平衡补偿法。该机构完全是齿轮传动,传动效率高,通过合适的参数匹配可以在补偿机体重心波动的同时使机体运动的水平速度更加均匀,提高了车辆在坚硬道路上行驶时的平顺性。对步行轮传动机构的传动比和运动特性进行了分析。     

Effect of gripping system on the measured upper yield strength estimated by tensile tests

This paper deals with the effect of the improper engagement of tensile test specimens on upper yield strength. Cold rolled and annealed low carbon steel specimens were tested by a new inhouse gripping system in order to estimate the consequences of improper alignment of tensile specimen. Upper yield strength is extremely sensitive to the eccentricity between the force application axis and the axis of symmetry of the test piece. This sensitivity is characterized numerically by precisely performed laboratory tests.     

三臂式巡检机器人重力平衡及其转向越障方法

提出了一种由4组平行四边形机构串联组成的新型三臂式巡检机器人机构,该机构能够通过调节机器人的姿态来满足越障过程中的重力平衡要求。给出了机器人越障流程规划,并对转向越障中的关键步骤进行了分析,利用二分逼近优化算法搜寻满足重力平衡条件的越障姿态,给出了满足重力平衡约束条件的运动学逆解求取方法,实现了机器人重力平衡约束条件下的转向越障运动。分析结果表明,该新型三臂式巡检机器人具有转向跨越障碍的能力。