氮气弹簧在爬缆机器人中的应用

爬缆机器人被越来越多地应用于斜拉桥缆索检测。通过对爬缆机器人在上行途中的越障性能分析,可得到越障时压紧力改变越小机器人越障能力越好,据此提出使用氮气弹簧代替普通弹簧为机器人提供压紧力。通过实例对比证明了氮气弹簧在改善机构越障性能上有显著作用。     

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。     

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.     

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。     

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。     

三角履带爬壁机器人越障动力学建模与仿真

针对一些工作场合对爬壁机器人有较高的越障性能要求,设计了一种包含4个三角形履带轮组构成的磁吸附爬壁机器人。首先设计了三角履带爬壁机器人的整体结构,研究了越障过程中机器人结构变化,以及爬行越障和翻转越障通过原理。建立了翻转越障过程动力学模型,该模型体现了机器人机构尺寸等因素对电机输出力矩的影响。根据此模型,能确定机器人越障过程所需最小驱动力矩。利用ADAMS软件进行仿真验证,仿真结果证明了动力学模型的正确性,表明了机器人结构简单,具有较强的越障能力。     

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。     

变形六轮腿式机器人越障性能分析与结构优化设计

为了提高移动机器人的越障能力,提出了一种变形六轮腿式移动机器人总体结构,分析了其越障原理及机器人越障时前腿机构的运动特性要求。利用多体动力学仿真软件Adams,建立了前腿机构的参数化模型,分析了前腿特征点在越障过程中的运动轨迹变化。提出了前腿机构越障过程的两个约束条件,以前腿机构越障高度最大为优化目标,对影响机器人越障性能的关键参数进行了优化设计。优化结果表明:前腿机构的越障性能得到了大幅提高,并且满足越障时的运动特性要求,为移动机器人的总体设计与研究奠定了基础。     

缆索爬行机器人结构设计与动力学仿真

以实现缆索无损检测为目的,提出了一种用于携带缆索检测仪器的新型缆索爬行机器人的本体结构方案。机器人整体采用框架式的结构,其最主要的特点是实现了机器人爬行状态下调节抱缆力的功能。建立了抱缆力调整装置的数学模型。在AD.AMS中进行了动力学仿真分析,得到了机器人的动力学特种曲线。     

一种抱缆力可调的斜拉索检测机器人设计

在对国内外典型爬缆机器人结构深入研究的基础上,设计了一种抱缆力可调的斜拉索检测机器人。通过电机正反转带动螺旋压紧机构实现抱缆力遥控调节功能,可有效防止机器人抱缆卡死的危险状况。其滚轮结构对缆索直径系列具有更好的自适应性。能充分利用重力锤效应进行位姿控制。轻量化的翻转式框架结构更方便现场安装。在设计好的爬行本体结构基础上,提出了对监控系统的相应功能要求,为下一步控制与监控系统的设计奠定基础。