煤矿探测机器人垂直越障性能研究

通过分析机器人摆臂姿态变化对机器人质心轨迹变化的影响,掌握了六履带四摆臂煤矿探测机器人摆臂姿态与垂直越障性能的关系,提出了机器人在攀越垂直型障碍时前后摆臂的姿态控制要求,得到了机器人越障高度Hmax及其俯仰角度αm与机器人各参数之间的关系式,当其俯仰角度大于αm时,机器人就不能够攀越此类型障碍。同时分析了机器人摆臂质量对垂直越障性能影响的,得出可以通过增大摆臂质量来提高机器人对垂直型障碍的越障能力。     

四段式轮-履结合煤矿井下探测机器人结构设计及越障分析

设计了一种四段式轮-履结合越障机器人。设计了越障机器人的整体结构,前肢采用轮式驱动,后部双翼采用结构型履带拖动,以轮-履结合的方式实现正向和反向越障;对所设计的结构进行合理的简化并进行越障方案分析;采用质心法对机器人进行越障可行性和最大越障高度进行分析,得出最大越障高度;最后通过实验装置进行越障实验,机器人顺利通过设定越障高度,验证了四段式轮-履结合机器人越障性能分析的正确性。     

机器视觉的救灾机器人越障性能分析

为了更好地进行灾后救援工作,设计一种基于机器视觉的救灾(RWTT-I)机器人系统。机器人由视觉系统、双可变形双曲柄(PDC)模块和轮履替换(RWT)模块组成。PDC模块和RWT模块可以通过变形、轮履替换越过台阶、壕沟等障碍物,通过视觉系统获取的障碍物位置尺寸信息来控制机器人调整PDC或RWT机构至合适的越障姿态、运动模式进行越障救援。建立机器人越障运动学方程,分析其越障性能,机器人系统成功进行越障试验,表明它具有良好的越障能力,满足灾后现场救援机器人的要求,具有很大的实际应用价值和推广空间。     

煤矿救灾机器人的摆臂结构设计

关节式煤矿救灾机器人若采用主动摆臂形式,在越障过程中,摆臂的控制较为复杂。为了简化机器人控制,在主动式关节机器人的基础上引入柔性关节,并对摆臂的结构进行优化。分析了该机器人水平状态受力情况,并据此对摆臂的参数进行确定,使其具有较好的越障性能。     

六轮救援机器人实验装置虚拟设计与运动分析

设计并实现了具有较好越障性能及适应能力较强的六轮救援机器人实验装置,使用UG进行了虚拟设计,并进行了实物装配和越障能力的运动分析;该设计对于机器人结构设计和系统优化有着较强的借鉴意义。     

基于RPY的煤矿井下探测机器人越障分析

以煤矿井下探测机器人TUT-CMDR为研究模型,运用RPY和柱面坐标转换对其建立坐标系后进行分析,计算出煤矿探测机器人在任意位置的质心坐标,分析了机器人正向越障姿势和越障高度,绘制出了质心和越障高度与摆臂摆角和车身俯仰角的三维关系,并将分析结果与实验数据对比。研究方法和结论为机器人的越障控制提供了依据。     

摇臂式双履带机器人越障性能分析

针对煤矿井下的救援双履带机器人越障能力有限,摆臂履带式机器人摆臂辅助越障过程中控制复杂的问题,设计一种具有自适应能力的摇臂式双履带机器人移动机构。对该移动机构的越障能力进行了分析,与普通双履带机器人的越障高度进行比较得出摇臂式双履带机器人越障能力优越。     

薄煤层工作面巡检机器人行走机构设计及越障分析

针对薄煤层综采工作面空间狭窄、地形复杂多变的环境,设计了一种结构紧凑、越障能力强的四摇臂履带式移动机器人。基于机器人质心位置分布,对无摇臂支撑越障和有摇臂支撑越障两种状态下的最大越障高度进行了优化,有摇臂支撑越障时,机器人最大越障高度为232.91 mm,满足了设计要求。通过机器人越障过程的虚拟仿真,得到了越障过程中驱动电机输出力矩的变化规律,为电机合理选型提供参考。最后对行走机构试验样机进行了越障性能试验,结果表明,该结构机器人具有较强的越障性能和地形适应能力,可满足煤矿井下薄煤层工作面特殊环境的要求。     

薄煤层综采工作面巡检机器人摆臂动力学分析

针对薄煤层综采工作面日常巡检,设计了一种关节式履带机器人,其主要特点是结构紧凑、越障能力强、便于携带。介绍了巡检机器人的机械结构,对越障姿态进行了规划,并对自撑起和越障过程中的摆臂机构进行了动力学建模,得到了摆臂电机输出转矩与机身倾角和摆臂转角的关系,为摆臂电机选型提供了理论依据,进一步提高了巡检机器人的环境适应能力。     

煤矿巡检机器人可变形行走机构设计

针对灾后井下复杂的非结构化环境,结合对煤矿巡检工作的要求,以简化机器人的越障动作与增强机器人对复杂地形的适应能力为目标,设计一种平行四边形连杆机构机器人行走机构。采用Solidworks建立巡检机器人行走机构的三维结构模型,对机器人进行越障能力和倾覆稳定性分析。研究结果表明,该巡检机器人行走机构具有更好的越障性能和稳定性。