主动变径管道机器人结构设计及其ADAMS仿真研究

针对目前管道机器人适应管径能力单一等问题,提出了一种能主动适应管径变化的管道机器人,采用SolidWorks软件建立其虚拟样机模型,分析了其变径能力及过弯能力,然后将模型导入ADAMS中,根据实际条件添加约束,对其进行管道爬行运动学及动力学仿真分析。结果表明:机器人能适应管径110～130 mm范围变化的管道,最小转弯半径为175 mm。在水平管道行走时变径模块受到的压力小于13 N,在竖直管道行走时变径模块受到的压力小于2.6 N。该研究结果为后续制作物理样机及实验研究提供了参考。     

基于NURBS算法的工业机器人轨迹规划研究

轨迹规划是工业机器人研究领域的重要内容之一。为解决使用直线与圆弧逼近不规则曲线方法带来较大误差的问题,提出使用NURBS拟合自由曲线,并使用S形速度曲线来控制机器人末端的运动速度和加速度,使各个插补点的位置、速度和加速度能够连续,将之反推到关节空间可以得到各个关节的角度、角速度和角加速度。最后以IRB2600工业机器人为仿真本体,通过MATLAB仿真证明:NURBS和S形速度曲线相结合的方法可以得到在关节空间连续、平稳的运行轨迹、速度曲线、加速度曲线,减弱了因各关节角度、角速度、角加速度突变带来的冲击影响,优化了机器人运行轨迹。     

铸件多功能作业机器人多臂协调轨迹规划与仿真

以铸件多功能作业机器人的工作臂为研究对象,采用笛卡尔空间变量法对机器人铸件搬运过程进行轨迹规划。结合多臂协调的运动约束条件以及伪逆法,对机器人的4个工作臂关节运动进行优化,得到多机械臂协调运动的关节位置和速度变化曲线。由MATLAB软件仿真得到的运动参数曲线可知,算法优化后得到的运动轨迹均能保持连续、平滑,有利于实现对机器人的精准控制。利用机械臂正运动学方程得到了机械臂末端执行器的轨迹曲线,曲线满足铸件搬运的要求,验证了算法的正确性。     

一种四足机器人机体冲击力检测算法

四足机器人机体冲击力的有效检测能够为动态平衡控制提供决策依据,而与之相关的研究在现有文献中尚未见到,为此提出了一种新型的四足机器人机体冲击力检测算法;通过机器人的动力学分析和基于卡尔曼滤波器的姿态求解,获得腿部冲击力加速度和重力加速度在机体坐标系中的分量,并将其从加速度计输出信号中分离以获得机体冲击力加速度,完成对机体冲击力的检测;对四足机器人进行了动力学仿真。结果表明:所提出的算法能够有效地实现机体冲击力的检测。     

基于原位监测的边坡滑动原因初步分析

目前，人们常常借助实验室对边坡滑动的机理进行模拟分析，从而得出各种各样的滑坡模型，这些模型各有千秋、难分伯仲，在适用性方面也各有所长，实践发现，用实验室模型研究成果来代表实际滑坡的代表性误差有时会相当大，甚至有时会出现很大的谬误。从根本上弄清滑坡的实际机理是一个非常重要的问题，以原形监测分析法十余年的原位监测数据为依据，初步分析了边坡滑动的外因与内因，利用数学模拟原理初步总结出了边坡滑动与诸滑坡因素间的关联关系。同时叙述了边坡原位监测的一些行之有效的方法与技术手段（包括GPS、测量机器人等）。     

SMA驱动六足步行机关节的控制系统

介绍形状记忆合金驱动六足步行机关节的控制系统 ,包括硬件系统和软件系统 .该控制系统结构简洁 ,控制精度达 0 .6°     

机器人空间机构理论的应用──对工程机械悬伸操作器的运动分析

本文应用机器人空间机构理论对工程机械悬伸操作器进行了运动分析，建立了液压挖掘机悬伸操作器的运动仿真模型，并在ＩＢＭ－ＰＣ／ＸＴ微机上对某台２０吨级反铲液压挖掘机的悬伸操作器的运动性能进行了全面仿真。     

城市排水管道自动清淤检测机器人设想方案

目前排水管道用机器人国内尚属空白，国外也处于设想阶段。本文就我国城市排水管道自动清淤检测机器人载体、自动检测清淤装置、传感器、机械手以及控制系统等提出了总体设想方案。     

基于自适应模糊滑模控制的机器人轨迹跟踪算法

针对控制参数的不确定性以及存在未知外部扰动情况下移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种基于光滑非线性饱和函数的自适应模糊滑模轨迹跟踪控制算法。通过建立不确定非线性移动机器人运动控制模型,利用自适应模糊逻辑系统构建自适应模糊滑模控制器。为了增强轨迹跟踪控制算法对随机不确定外部扰动适应能力的同时削弱滑模控制算法中的输入抖振现象,利用有界输入有界输出(BIBO)稳定的方法,通过带有自适应调节算法的模糊系统对滑模控制律中非线性函数项进行自适应逼近,并设计了模糊系统中可调参数的自适应控制律,保证了控制系统的稳定与收敛。实验结果表明,所设计的控制器对系统参数不确定性和外界扰动均具有较强的轨迹跟踪性能和鲁棒性。与传统的滑模控制算法相比,该算法不仅能有效减小输入抖振而且轨迹跟踪控制精度提高了18.89%。     

基于物联网技术的柔性管道巡检机器人

介绍了一种基于“物联网传感器”技术,具有强大信息传输功能的智能管道巡检机器人。该型智能管道巡检机器人主要运用于建筑领域,为施工过程中的“管道布设”、“基坑监测”及“重点管线巡查”提供硬件支持。该型机器人集“智能数据采集”、“智能数据分析”、“智能管内巡检”等功能于一身,能够满足全天候值守巡检的要求。同时,应用 “总线设计”及“模块化设计”的思路,使该型检测设备能够与各种类型的专用传感系统进行结合,方便检测人员根据现场的实际需求,随时组装出具有相应功能的管道巡检机器人。