绝缘子检测机器人的稳态运动特征分析及结构优化研究CSCD

绝缘子检测机器人能实现超高压输电线路绝缘子的自动快速检测,是国家电网持续安全运行的重要保障装备。针对绝缘子分布电压检测机器人结构和攀爬机构,以结构和机构的轻量化为研究目标,联系分布电压检测机构的工作频率,分析检测机器人沿绝缘子串轴线的间歇运动特征,融入各类环境因素载荷,建立绝缘子检测机器人机构和结构的载荷组合数学模型。基于基体材料的绝缘特性,赋予机器人PPS绝缘新材料结构,以有限元方法对其进行优化仿真分析。分析结果表明,采用PPS新材料的机器人拥有良好的电绝缘性能,且力学性能满足攀爬运动和检测精度要求,具有较高的工作稳定性、野外作业的便携性和较强的续航能力。     

绝缘子检测机器人的稳态运动特征分析及结构优化研究

绝缘子检测机器人能实现超高压输电线路绝缘子的自动快速检测,是国家电网持续安全运行的重要保障装备。针对绝缘子分布电压检测机器人结构和攀爬机构,以结构和机构的轻量化为研究目标,联系分布电压检测机构的工作频率,分析检测机器人沿绝缘子串轴线的间歇运动特征,融入各类环境因素载荷,建立绝缘子检测机器人机构和结构的载荷组合数学模型。基于基体材料的绝缘特性,赋予机器人PPS绝缘新材料结构,以有限元方法对其进行优化仿真分析。分析结果表明,采用PPS新材料的机器人拥有良好的电绝缘性能,且力学性能满足攀爬运动和检测精度要求,具有较高的工作稳定性、野外作业的便携性和较强的续航能力。     

高压输电线路塔架攀爬机器人结构设计

针对高压输电线路的塔架故障检修问题,设计了仿尺蠖运动的高压塔架攀爬机器人,该机器人携带有多种检测传感器并且前后安装两个摄像头,以适应复杂的塔架结构,实现从任意角度的抓卡动作。使用SolidWorks进行建模,并且在SolidWorks中做攀爬机器人运动分析和仿真。由于攀爬抓取机构在机器人攀爬过程中起着重要作用,在ANSYS Workbench中对其关键部位做结构静力学分析。     

阶梯攀爬机器人结构及控制方案设计

针对阶梯攀爬机器人工作过程中的楼梯攀爬及避障问题,对阶梯攀爬机器人机械结构、机器人阶梯攀爬方式、差速驱动方式下机器人运动方程进行了分析,对阶梯攀爬机器人行驶过程中障碍物检测、避障控制策略进行了研究;基于模糊控制原理,建立了阶梯攀爬机器人模糊避障规则,提出了一种基于MC9S12XS128单片机以及超声波传感器的阶梯攀爬机器人障碍物检测、避障及楼梯攀爬控制系统,并利用所研制的阶梯攀爬机器人样机进行了机器人避障、楼梯攀爬测试。测试结果表明,基于变形轮与行星轮相结合的阶梯攀爬机器人机构可以实现阶梯攀爬机器人避障及攀爬楼梯的功能,控制系统可以准确、迅速判断障碍物以及楼梯所处位置,并依据所建立模糊避障规则完成避障及楼梯攀爬任务。     

应用门循环神经网络的电力铁塔机器人攀爬速度自动化控制方法

电力铁塔机器人攀爬速度一直难以控制,速度过快,机器人容易失去稳定性,导致其从高空掉落下来;速度过慢,则降低巡检效率。针对上述问题,提出一种应用门循环神经网络的电力铁塔机器人攀爬速度自动化控制方法。该方法通过门循环神经网络求取机器人预期攀爬速度,利用激光测速传感器采集机器人实际攀爬速度。计算预期与实际之间的差值,以此为输入,通过构建的模糊PID控制器计算控制量,实现电力铁塔机器人攀爬速度自动化控制。结果表明：与滑模控制、鲁棒控制、PID控制三种方法相比,所研究方法应用下,杰卡德系数更大,说明该方法控制下机器人攀爬速度更接近预期,控制精度更高。     

基于神经网络的高压绝缘子清扫机器人的控制器设计

杆状物的受力后振动的不可避免性为高压绝缘子清扫机器人的精准控制带来了困难。提出了一种基于神经网络的逆控制器设计方法,利用神经网络的优秀的容错性能来提高高压绝缘子清扫机器人的控制精度,从而保证其清扫质量。首先,对清扫机器人进行样本采集,并进行样本处理,然后,训练立神经网络逆控制系统。最后,一组控制仿真说明了文章提出的方案的有效性。     

基于优化RBF神经网络的并联机器人位姿检测

针对采用遗传算法(GA)学习训练RBF神经网络进行并联机器人位姿检测存在的早熟收敛问题,提出一种交替使用GA和Levenberg-Marquart(LM)算法的混合学习算法,首先运用仅需预先给定基函数宽度的最近邻聚类算法,学习训练得出基函数的中心,然后运用所提出的混合学习算法学习网络,确定RBF神经网络的参数,并最终实现对机器人的位姿检测。仿真结果表明,所设计算法提高了网络学习能力,并最终提高了机器人位姿检测精度。     

基于改进遗传算法的模糊RBF神经网络控制在液压伺服系统中的应用研究

针对电液伺服系统普遍存在非线性、时变性和不确定性的情况,提出一种基于改进遗传算法的模糊RBF神经网络控制方法。该方法采用模糊RBF神经网络控制实现对液压伺服系统的自适应模糊控制,并将GA的全局寻优及BP局部寻优相结合,克服了单独应用GA算法或BP算法调节模糊RBF神经网络控制器参数存在的缺陷。仿真结果表明,该方法具有很强的自适应性和鲁棒性。     

风电叶片检测机器人设计与运动仿真研究

为了降低风电叶片检测维修的成本,综合设计制作了一种可以在叶片表面攀爬检测的六足机器人。根据叶片参数确定了机器人整体尺寸,采用SolidWorks软件建立了机器人整体模型,设计了腿部吸附结构。通过静力分析,建立了机器人吸盘吸附的数学模型,以保障机器人行走的安全稳定性。分析了机器人整体行走步态,设计了攀爬行走迈步过程并设计了其关节控制曲线,通过ADAMS软件仿真模拟了机器人在叶片表面的攀爬行走。最后,设计了机器人整体控制系统,并制作样机进行了机器人攀爬实验。仿真与实验结果表明,所设计的机器人结构可以稳定实现攀爬运动,吸盘吸附系统安全可靠,实验结果与仿真的行走步态一致,验证了以攀爬步态行走的可行性。     

基于ADAMS的清洗闸门钢丝绳攀爬机器人的可行性分析

携带清洗装置的闸门钢丝绳攀爬机器人可以解决国内仍在使用的人工悬吊式闸门钢丝绳所存在的劳动强度大、安全系数低的问题,机器人代替人工完成钢丝绳自动攀爬与清洗的任务,可降低安全风险,提高工作效率。通过仿尺蠖的爬行机理对闸门钢丝绳攀爬机器人的机械结构进行设计,进而构造内外两个分体式结构实现在钢丝绳上的运动。分别对所设计的攀爬机器人进行运动学分析,对具有清洗装置的攀爬机器人的运动进行分析,利用ADAMS仿真软件进行仿真,仿真结果验证了自动攀爬机器人的可行性;在已有基础上对携带激光清洗装置的攀爬机器人和加入滚珠丝杠结构后的清洗装置攀爬机器人进行对比分析,发现后者清洗钢丝绳的效果更好。