拉索检测机器人爬升装置设计与稳定性分析

桥梁拉索因长期受到车振、酸雨等环境的影响,其表面和内部钢丝会出现不同程度腐蚀、破损或裂纹,有必要对斜拉桥拉索进行定期维护和检查。针对当前桥梁拉索检测机器人爬升装置爬升能力差,爬升不稳定的现象,提出并设计了有防偏可调功能的桥梁拉索检测机器人爬升装置。建立了爬升装置爬升动力学分析模型,采用ADAMS软件对其爬升稳定性和防偏能力进行了仿真分析。结果表明分析结果表明有配重设计和防偏轮结构时,其偏转角度小,爬升过程稳定性好。     

斜拉桥拉索检测机器人控制系统设计

拉索的维护对于斜拉索桥长期的可靠性是至关重要的.为了改进拉索的维护手段,文中提出了一个针对拉索检测机器人控制系统的设计.机器人控制系统包括:运动控制系统、电源监测系统、拉索检测系统、无线通讯系统、主控制器系统及地面监控系统.基于该控制系统设计的拉索检测机器人被用于斜拉桥的拉索检测中.结果表明,该控制系统的设计能较好地实现机器人对斜拉桥拉索的检测.     

拉索检测爬升装置轻量化设计与动力学性能分析

斜拉桥的自动化、智能化检测是今后的发展趋势,目前已研发的拉索检测机器人都存在质量较大的问题,很难得到工程实际应用.针对课题组前期研制的第一代爬升装置样机质量大、爬升速度较慢等问题,对其进行了受力分析与静应力分析,得出了优化的可能性.提出了零件板厚为优化参数,强度变化率为约束条件的尺寸优化模型,利用差分进化算法求取最优解,得到了机架的最优板厚,同时通过拓扑优化得到各零件最佳结构,以及通过受力分析对螺栓的尺寸与数量进行了优化.优化结果表明爬升装置减重3.9kg,减重比例达到了40％,同时机架的变形量大幅减小,强度满足要求.对优化后的爬升装置进行了动力学仿真分析,结果表明最大爬升角度达到了75度,爬升速度提升了2-4倍,其动力性得到极大的改善.     

一种抱缆力可调的斜拉索检测机器人设计

在对国内外典型爬缆机器人结构深入研究的基础上,设计了一种抱缆力可调的斜拉索检测机器人。通过电机正反转带动螺旋压紧机构实现抱缆力遥控调节功能,可有效防止机器人抱缆卡死的危险状况。其滚轮结构对缆索直径系列具有更好的自适应性。能充分利用重力锤效应进行位姿控制。轻量化的翻转式框架结构更方便现场安装。在设计好的爬行本体结构基础上,提出了对监控系统的相应功能要求,为下一步控制与监控系统的设计奠定基础。     

基于悬链线理论的雷达高架索梁系统结构分析

针对目前雷达高架结构采用ANSYS软件计算中对拉索模型简化不合理造成的计算精度低的问题,提出了基于悬链线理论的高架拉索结构分析解决方案,并编制了拉索结构分析程序,采用典型算例证明了该程序的有效性.对不同拉索垂度情况下典型的两拉索高架结构的静态变形进行了分析,并对计算结果进行了校核.结果表明,该方法可以实现考虑拉索垂度效应的索梁系统的精确分析.     

气动蠕动式缆索爬升机器人的基本结构

提出用气动蠕动式爬升机器人自爬升缆索对其进行检测和维护的新思想。介绍基本结构和运动方式,讨论速度控制的工作原理和实现方法,并对机器人沿柔性缆索爬升和高空作业进行了实用化分析。     

斜拉桥缆索检测机器人结构设计与运动仿真

以实现斜拉桥缆索高效检测为目的,提出了一种新型缆索检测机器人结构设计。在对检测机器人的附着条件进行分析的基础上,利用三维设计软件Pro/E对机器人进行运动仿真分析,为提高缆索检测机器人的爬升能力以及机器人总体结构的优化设计提供了一定的参考依据。     

轮式管外攀爬机器人结构设计与动力特性分析

为了提高对高空运输管道检测的自动化水平,降低人工检测输送有毒气体管道的风险,设计了一种具有良好的越障性能和负载能力的轮式管外攀爬机器人。以机器人爬越直管、弯管以及适应不同管径变化为目标,设计了总体结构和关键尺寸。分析了机器人在垂直管道、水平管道的爬升稳定性,并进行了转弯过程分析。基于ADAMS进行了机器人爬行过程的动力特性分析,计算了垂直攀爬过程中的阻力与能耗。结果表明本设计的管道攀爬机器人具有较好的爬升效率、越障能力以及负载能力。     

新型连续移动式缆索机器人的结构设计与动力学分析

针对当前缆索维护作业自动化的迫切需求,设计出一种新型连续移动式缆索机器人装置的可行性方案,该机器人采用电动机驱动,并配合滚轮结构,使机器人在爬行和越障过程中均可实现快速、连续地移动.介绍了机器人的机构组成、工作原理及运动特点.在此基础上对机器人进行动力学分析,综合考虑机器人在非越障爬升状态和越障爬升状态下的运动要求,计算出机器人在缆索上工作时所需的附着力、临界驱动力和最大驱动力,进而对电机的参数做出初步估算.     

系留气球拉索汇流装置结构设计

拉索汇流装置是系留气球的关重件,其主要功能是在气球升空及滞空时将系留缆绳的集中载荷均匀分散传递至球上拉索,它直接影响系留气球的高空飞行安全。文中根据浮空器产品设计规范,结合拉索汇流装置的使用技术要求,对装置的结构形式和材料本体等进行了重点设计;然后通过计算机软件建立有限元模型,对装置的整体强度特性进行了仿真计算和理论分析;最后在实验室内对仿真分析结果进行试验验证。装置的强度试验验证结果显示,该装置完全满足强度设计要求。