吊臂式巡线机器人悬吊姿态自平衡机构的研究

文中针对目前应用较为广泛的吊臂式巡线机器人在跨越线缆附件时所出现的姿态失稳现象进行了研究,从机构学的角度研制了相应的俯仰失稳自平衡机构、侧倾失稳自平衡机构,并分析了其工作原理.通过理论分析和实验验证,证明了上述自平衡机构的实用性和可行性,为电力巡线机器人的应用推广奠定了坚实的基础.     

液压万能材料试验机的CAT改造

利用计算机辅助测试技术对老式液压万能试验机的测试系统进行改进,使其具有自动采集数据和数据处理的功能.作者介绍了以比例压力流量复合阀为主体的系统方案的构成机理,编制了具有离线模拟仿真等功能的测控软件.     

基于ARM的新型管道机器人性能测试控制系统的研制

本文针对机械自适应三轴差速管道机器人样机性能测试要求,设计了其性能测试控制系统,该系统采用高性能的ARM处理器,实现了机械多轴码盘同步计数、多路模拟量同步采样、实时数据记录及与上位机通讯数据处理功能,满足了整体的可靠性、精确性、实时性、稳定性等各方面的要求.     

一种压电换能器直接驱动钻具的超声波钻探器

为满足深空探测任务中,空间环境苛刻的外星体表面岩石钻取采样任务的使用需求,本文设计了一种基于压电驱动原理,可搭载在漫游车机械臂末端的超声波钻探器。超声波钻探器的压电换能器直接与钻具发生冲击碰撞,以驱动钻具作高频冲击运动,达到冲击破碎岩石的目的。设计了钻探器的压电驱动单元,并理论分析了压电换能器变幅杆与钻具的冲击碰撞过程。通过实验研究了超声波钻探器对砂岩的钻进性能及钻压力与钻具长度对钻探器钻进性能的影响。实验结果表明:所研制的超声波钻探器可对砂岩进行有效钻进,而且所需的钻压力较小,可用于彗星、小行星等弱引力场的地外天体表面岩石的钻取采样。     

三轴差速器及其在管道机器人驱动系统中的应用研究

根据轮式管道机器人过弯管的具体要求，提出了一种新型三轴差速器。推导了三轴差速器的运动关系方程，经验证核差速器可以完成过弯管机器人的三轮差动任务，还可以应用在其它具有多轴差要求的传动系统中。     

具有差动运动功能的管道机器人设计与分析

研制一种具有差动运动功能的环境自适应轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人,该机器人在通过弯管时可根据管道环境利用三轴差动机构自动调节各驱动轮的转速,从而提高机器人通过弯管时的运动柔顺性.为分析三轴差动式管道机器人的运行状况,通过建立机器人在弯管内运行的精确位姿模型,求得机器人驱动轮轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置;以位姿模型为基础对机器人各驱动轮的速度进行分析,得到机器人过弯管时各驱动轮的理论速比关系.对机器人驱动轮与管壁的正压力进行分析,并建立机器人的牵引力模型.搭建管道试验环境进行机器人的差速试验和牵引力试验,测试值与理论分析基本一致,说明三轴差动式管道机器人具有良好的弯管通过性能,适合于在工程管道中应用.     

三轴差速器的设计及应用

提出了一种新机构———三轴差速器 ,讲述了该机构的设计原理 ,并举例说明了其在管道机器人上的应用     

三轴差动式管道机器人驱动单元自适应特性实验研究

为验证三轴差动式管道机器人驱动单元机械自适应特性,深层解析三轴差动式驱动单元的机构传动原 理,研制了包含三轴差动驱动单元、模拟运行环境、性能测试系统在内的机器人自适应特性实验系统．以定量评价 三轴差动驱动单元特性为目标,建立了性能指标评价集,客观评价了新型三轴差动驱动单元的性能．实验研究表明, 三轴差动式管道机器人驱动单元对管道环境的几何约束的各种变化具有良好的机械自适应特性．     

三轴差动式管道机器人的驱动特性及仿真研究

为解决轮式管道机器人弯管运行的干涉问题,研制一种具有差动运行功能的轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人.首先介绍了机器人的结构组成和基本原理,对机器人的牵引力、越障能力等驱动特性进行分析,建立相应的理论分析模型.同时,建立机器人的虚拟样机仿真模型,对其牵引力、越障能力进行仿真研究,仿真结果与理论分析基本一致.机器人在弯管运行的仿真结果表明:机器人能够顺利通过弯管,三轴差动机构具有较好的差动效果.     

管内异物抓取机械手机构设计与运动学研究

通过对管内异物抓取机械手的型综合,确定了该机械手为三自由度关节型机械手.建立了机械手的D-H坐标系,进而通过齐次变换得出机械手的正运动学方程,并采用反变换法得出机械手的逆运动学方程.利用微分变换法得到机械手的雅可比矩阵.最后通过仿真验证了机械手结构设计的合理性、运动学方程建立的正确性,为机械手的进一步理论研究奠定了基础.