缆索Ⅰ号机器人样机爬升机构的分析及试验

高空缆索的有效维护一直是困扰斜拉桥管理者的问题。提出了采用缆索维护机器人来实现对缆索的自动维护。通过不同爬升机构模型的分析及试验,研制了适于螺旋六棱柱缆索爬升的缆索Ⅰ号机器人样机,解决了机器人在任意倾斜度缆索上爬升的难题,为特种机器人在极限环境中的应用开辟了新的领域。     

缆索涂装机器人(CPR)爬升机构的研制

提出了特种机器人技术在缆索清洗、涂装、检查方面应用的新思想。在缆索人工涂装的基础上,研制了不同阶段的爬升机构模型,并提出了适于螺旋六棱柱缆索爬升的新机构。解决了机器人在大倾斜度缆索上爬升的难题,为特种机器人在极限环境中的应用提供了一个新的范例。     

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。     

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.     

缆索涂装机器人（CPR）爬升机构的研制

提出了特各只技术在缆索清洗、涂装、检查方面应用的新思想。在缆索人工涂装的基础上,研制了不同阶段的爬升机构模型,并提出了适于螺旋六棱柱的新机构。解决了机器人在大倾斜度缆索上爬升的难题,为特种机器人在极限环境中的应用提供了一个新的范便。     

液压技术在缆索机器人中的应用

研制高速度、大负荷的爬缆机构，是实现斜拉桥缆索维护作业机器人化的关键，对于桥梁安全、美观具有重要意义。针对不同的工况，研制了液压调节装置的缆索机器人方便施工中的装卸、保障施工对缆索不同直径的要求。经过在上海徐浦大桥、南浦大桥上进行了现场试验，结果表明使用具有液压技术的缆索机器人在斜拉索桥上实现安全高效的爬升作业。     

一种新型爬缆机器人的越障能力及夹紧机构分析

在深入研究国内外典型爬升机器人结构的基础上,针对目前斜拉桥跨度增大、缆索增多的趋势设计了一款检测效率高的新型爬缆机器人。通过对新型爬缆机器人正常爬行和越障时的动力学分析,得到了影响机器人越障能力的主要因素,据此对机器人的压紧机构进行了优化设计。为了增加新型机器人工作时的可靠性,提出了丝杠驱动直线导轨的夹紧机构并对丝杠进行了受力变形分析,分析得到这种机构可以解决丝杠的变形失效问题。该机器人结构简单、可靠性高、易于拆卸,对缆索直径的适应性强,有良好的越障性能。     

一种多滚轮框架式爬索机器人的设计与分析

在对比分析典型爬杆(索)机器人本体结构爬缆原理优缺点的基础上,提出了一种新的多滚轮框架式爬索机器人结构。该机器人结构通过双头螺杆调整8个呈90°夹角布置圆柱滚轮的间距,获得了比双边弧形轮对抱结构更好的缆索直径适应性。理论推导表明,多滚轮结构的当量摩擦因数不随缆索直径变化而变化,且其当量摩擦因数随夹缆接触角增大而增大,因此其具有比双边弧形轮结构更好的爬缆摩擦能力。通过实物样机试验,验证了该机器人本体结构的优点和具有垂直爬升缆索的能力。     

基于TRIZ理论的缆索机器人爬升机构设计

TRIZ理论已成为解决技术创新问题的重要方法。针对斜拉桥缆索机器人负载大的爬升要求,运用TRIZ理论,将其分别转化为技术矛盾、物理矛盾、物场模型和HOW TO模型四个常用模型来进行了分析,并得出了合适的爬升方案。进行了实验室试验,试验结果表明其工作速度最大可达10.2m/min,最大承载能力为123kg,爬升斜度在0°~90°范围内可调,爬缆直径200mm内可调。     

斜拉桥爬缆机构的研制

研制高速度,大负荷的爬缆机构,是实现斜拉桥缆索维护作业机器人化的关键,对于桥梁安全,美观具有重要意义。针对不同的工况,研制了2类爬缆机构的工程化样机,经过实验室多次试验后,在上海徐浦大桥,南浦大桥上成功地进行了现场试验,结果表明2类爬缆机构都能在斜拉桥缆索上实现安全高效的爬升作业。     

缆索垂曲对缆索涂装机器人轴向尺寸的影响分析

介绍了缆索涂装机器人的机构特点,建立了机器人在缆索上移动的简化模型,提出了机器人对缆索垂曲的适应系数和临界适应系数的概念,这将对缆索机器人轴向尺寸的确定起指导作用。     

斜拉桥缆索检测机器人爬行机构中拉簧的设计

提高斜拉桥缆索检测机器人对缆索表面的夹持能力是改善机器人工作可靠性研究中的一个非常重要的内容。根据这一需求,介绍了缆索检测机器人的爬行机构,重点对爬行机构中上、下推杆的拉簧进行了设计和验证,并通过样机试验,证明了上、下推杆拉簧工作的可靠性,为提高缆索检测机器人的夹持能力,以及改进机器人总体性能提供了一定的参考依据。     

蠕动式缆索机器人模糊故障树分析与应用

运用模糊故障树理论建立了以完成攀爬作业的机器人总故障为顶事件的故障树,计算了样机系统发生故障的模糊概率,对蠕动式缆索机器人进行定量分析,得出在不同置信水平下蠕动式缆索机器人发生故障的概率区间值,解决了传统故障树分析无法解决的基本事件——难以精确赋值时的故障分析,使得维修人员对缆索机器人的故障诊断从单凭经验的盲目诊断上升到理论化和系统化高度,为提高蠕动式缆索机器人的可靠性水平提供了依据。     

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。     

荷重建设机器人走向产业化

同济大学和上海建设机器人工程技术研究中心承担的国家“九五”攻关项目《荷重爬升建设机器人产业化研究》 ,于 1999年 7月 10日通过国家科技部组织的验收。　　　　　荷重爬升建设机器人用于超大型构件和装置的液压同步提升。成千上万吨的构件可以在地面组装后 ,采用柔性索具或刚性支腿承重、荷重爬升机器人集群作业 ,计算机同步控制 ,将构件提升到预定高度安装就位。多项工程的应用表明 ,荷重爬升机器人技术具有良好的应用前景。本项目是在较好的前期研究和工程实践的基础上 ,针对荷重爬升机器人产业化过程中有重大影响的关键技术 ,进行深…     

一种全方位爬缆机器人的设计与分析

提出了一种应用于缆索维护的爬缆机器人机构实现方案,该机器人采用中心可转向的轮式驱动;介绍了机构组成及工作原理,在建立缆索曲线约束模型的基础上分析了机器人的驱动力,计算出了机器人能够在斜缆上工作所需要的临界驱动力;讨论了机器人在斜缆上工作时机器人轴和缆索轴不重合而出现偏心的原因,提出了减小偏心的方法,并计算出了为保持机器人对斜缆的适应性所需要的最小偏心量。实际应用表明,该机器人能够实现在缆索上的全方位运动,可适用于不同粗细的缆线,适合完成一系列缆索自动维护工作。     

大直径缆索检测蛇形机器人单环攀爬研究与实现

提出了一种可用于大直径桥梁缆索检测的单环攀爬蛇形机器人。对其控制方法进行设计和优化,使所设计的机器人对圆柱体有良好的攀爬能力。蛇形机器人采用正交关节,对蛇形机器人控制函数法进行分析,提出一种闭合单环翻滚攀爬运动控制函数。根据单环攀爬的特点,设计攀爬辅助装置,实现了对大直径缆索的攀爬运动。     

在役缆索自动涂装研究动向

缆索涂装是影响斜拉桥等大型建筑结构美观的关键。在国内外相关研究基础上，对自动爬缆机构和缆索自动涂装系统的设计进行了讨论，指出电动摩擦轮式爬缆机构和电动缆索涂装系统等组成的缆索涂装机器人能胜任在役缆索自动涂装工作。     

一种轻型斜拉桥缆索检测机器人的结构与动力学分析

针对目前迫切需要斜拉桥缆索检测自动化而设计的一种轻型缆索检测机器人,分析了总体结构方案和特点.在此基础上进行动力学分析,综合考虑机器人向上爬行和向下爬行的运动要求,推出了机器人的驱动条件和附着条件,并进行了电机初步计算.     

利用Pro/E的缆索检测机器人连接支架的优化设计

连接支架是斜拉桥缆索检测机器人中的关键部件,直接影响到斜拉桥缆索检测机器人工作过程中的安全性和可靠性.利用Pro/E软件建立了缆索检测机器人连接支架的三维模型,采用Pro/Mechanica模型分析软件对连接支架进行应力、应变和灵敏度分析.在确定了连接支架结构的重要设计参数后,以轻型化为目标,对连接支架进行了优化设计及仿真分析.仿真结果表明,优化后的连接支架在保证应力和应变符合要求的前提下,达到了减轻重量的优化设计目的,对检测机器人的整体优化研究具有重要意义.