核电站水下机器人路径规划仿真

针对核电站水下机器人在核环境中的任务要求,采用启发式搜索和分块遍历算法,分别研究了机器人的点对点全局路径规划以及完全覆盖路径规划,并应用Lab VIEW Robotics、Robot Basic对机器人规划进行了仿真与分析。从仿真结果可知,算法可以有效提高作业效率,为机器人完成作业任务打下了基础。     

高压输电线路模块可重构移动作业机器人的设计及实现

在智能巡检机器人技术基础上,通过对作业环境的综合分析,针对高压输电线路的金具安装与拆卸、破损导线修补、导/地线除冰和线路巡检等检修维护作业任务,提出了面向多作业任务的模块可重构移动作业机器人的机构构型,通过对构型的分析与综合,对移动作业机器人进行了单元模块的划分并提出了可重构的解决方案.其中,单元模块包括移动机器人载体平台单元、作业机械臂单元、末端执行器单元及其连接单元等类型,面向不同作业任务的机器人均由这4类模块构成.设计了各单元模块,按照前述可重构方案给出了各面向具体作业任务的移动作业机器人虚拟样机及其运动规划仿真.研制了单元模块,分别给出了面向线路巡检和面向线路除冰作业的移动作业机器人应用例,模块划分以及重构方案正确可行.     

地面移动作业机器人运动规划与控制研究综述

针对地面移动作业机器人存在的自由度高度冗余和操作臂与移动平台间强耦合问题,指出地面移动作业机器人的研究面临着作用链等效动力学建模及其规约、强环境交互作用下高维动态作业规划、动态稳定性以及实时作业控制等难题.分析并总结了移动操作机器人的最新研究成果,从地面移动作业机器人系统动力学建模与耦合作用分析、运动规划、动态稳定性与作业控制等多个方面,对现有研究成果进行了评述,对地面移动作业机器人运动规划与控制的发展方向进行了展望.     

输电线路防震锤复位机器人的目标识别

机器人的目标识别、定位和导航技术是工业机器人精准完成特定作业任务的基础和关键.针对输电线路防震锤复位机器人作业时过于依赖作业人员机械臂操作熟练度的问题,提出应用机器视觉算法代替作业人员完成目标检测与定位任务,展开基于机器视觉的防震锤复位机器人螺栓精准定位并精确作业的研究.首先通过改进的Canny算法对采集的防震锤螺栓图...     

输电线除冰机器人机械结构设计与运动特性分析

针对四分裂输电线路除冰作业任务,提出了一种能够适应多分裂输电线路行走和作业的四轮移动机器人机构构型及其末端工具,通过拉格朗日法推导并建立机械臂的动力学模型,基于该动力学模型在ADAMS中对机器人的动力学特性进行仿真研究,结果表明,本文所提出的机器人机构能够完成四分裂除冰作业,同时机器人各关节的运动满足作业过程中驱动力矩的要求,避免了机器人关节力矩驱动力不足和驱动力过大等造成的机器人系统作业故障和作业失败的发生,最后,通过实验验证了本文所提出机械构型和动力学模型的工程实用性。通过本文的研究,对于输电线路移动机器人机械结构参数优化和电气控制参数优化具有双重重要的理论意义和实际应用价值。     

超高压输电线路巡线机器人结构设计与运动学仿真

针对500kv超高压输电线路巡检作业,提出采用步进式与轮式混合爬行机构的巡线机器人作业方案,建立了巡线机器人基于特征的参数化模型,以此为基础建立了该机器人的虚拟样机;从机构学的角度分析了巡线机器人操作臂的关节角位移、角速度等参数;基于ADAMS建立了运动仿真模型,对巡线机器人进行了运动仿真,验证了巡线机器人结构设计和运动规划的合理性和正确性.     

特殊环境下服役机器人发展现状及其关键技术研究

在人类认识世界和探索世界的过程中,存在许多人类无法到达或危险的特殊场合,如以地震为代表的自然灾害环境和以核电站与石化行业为代表的特殊高危环境,而随着机器人技术的不断进步,特种机器人可应用到这些特殊极限作业环境中.本文分析了灾害救援机器人、核电站机器人、石化行业机器人的研究现状,针对特殊环境下服役机器人机构、机器人控制技术、复杂目标物体形貌快速识别及系统标定技术、机器人控制系统可靠性技术等关键技术进行了分析,在此基础上,对移动机器人机构、机电一体化集成、高效末端执行器、机器人协调作业方法、多机器人协调作业技术及机器人控制系统可靠性的发展趋势进行了展望.     

高压输电线路带电更换防振锤机器人的研制

针对人工带电更换防振锤作业劳动强度大、效率低、危险性高的问题,研制具有双作业末端的带电更换防振锤机器人。首先,设计机器人行走轮、夹持机构、作业末端等构型,完成本体测控平台及远程管理主机控制平台的集成设计。其次,制定机器人更换防振锤的作业规划,并提出一种易于扩展、通用性强的多臂多动作机器人关节运动模型及其H∞控制方法,增强机器人关节运动的鲁棒性及其对作业环境的自适应能力。最后,通过对机器人进行工频耐压试验与实际线路作业试验,验证了该机器人结构设计合理,完成跨越防振锤及拆取、安装防振锤等作业任务连贯流畅,关键动作满足定位要求。     

喷射钢纤维混凝土机器人的研究与实现

该机器人是完成喷射钢纤维混凝土作业的新型机器人.介绍了其整体结构、动作原理.并阐述了机器人液压系统和电控系统的总体设计方案,以及电控系统可靠性设计的实施途径.最后介绍了发明及创新点.实践证明,该机器人具有很高的可靠性和稳定性,完全满足喷钢纤维混凝土工艺要求.     

动画仿真在机器人设计中的应用

针对矿井喷浆机器人设计、制造的要求,对机器人大臂端点位置进行了运动分析;采用了物理意义明显的 Ｔ Ｒ变换法建立了构件运动方程,编制了动画仿真软件;以三视图的形式进行了动态显示,较真实地再现了机器人的作业过程,确定了机器人工作空间的达限范围,为喷浆机器人的设计提供了一条有效途径     

新型爬壁机器人越障机理及能力研究

爬壁清洗机器人是在危险的高层建筑环境下替代人进行清洗工作的机械,其可靠性和稳定性尤为重要. 在分析传统爬壁清洗机器人弊端的基础上,针对玻璃存在的窗框障碍物,设计一种四旋翼摆臂式爬壁清洗机器人.机器人基于履带式底盘结构,通过旋翼旋转产生推力提供壁面行走所需的吸附力,并设计相应的机器人摆臂变形机构,增加机器人的壁面越障能力. 从运动学角度分析机器人越障时的运动机理,建立机器人壁面攀爬的运动学模型. 在RecurDyn的Track LM模块环境下,对机器人越障过程进行运动学仿真,得到驱动轮的驱动转矩、旋翼推力随时间变化曲线;对Y轴重心位置和加速度变化曲线分析,机器人在越障过程中能够保持良好的平稳性,论证了四旋翼摆臂式爬壁清洗机器人的越障能力和越障过程中的平稳性.     

模块化小型爬壁机器蠕虫

针对现有爬壁机器人吸附装置的体积和功耗大,难以适应爬壁机器人小型化等问题,提出一种蠕虫型爬壁机器人。对该机器人结构进行了模块化、小型化的设计,并进行了爬壁实验。     

爬壁机器人磁吸附组件优化设计与试验研究

针对工业生产需求,以安全吸附和灵活行走为设计目标,提出可吸附在钢制结构物壁面作业的爬壁机器人.阐述爬壁机器人机械结构及相关的工作原理,分别论述磁吸附爬壁轮、清洗回收组件等子系统的结构原理;为了防止机器人发生滑移、倾覆,分析爬壁机器人不同的失稳形式,建立爬壁机器人的静力学模型,得到爬壁机器人抗失稳的磁吸附力;为了确保磁吸附组件的质量最小、磁吸附力最大,通过引入磁质比,分析结构参数对磁吸附组件性能的影响,得到最优的结构尺寸.通过实验获取磁吸附组件的吸力特性和爬壁机器人的负载、运动特性,验证磁吸附组件优化设计的可行性.     

微小型双体爬壁机器人的研制

研制了一种双体爬壁机器,介绍了该机器人的机械结构和控制系统,并对其平面运动、面面转换、越障碍等三种运动方式进行了分析。     

气囊式密封垫弹性刚度的计算

系统地讨论了单吸盘真空吸附式爬壁机器人吸盘系的弹性性能，从气体流变过程的角度，推导出气囊式密封垫弹性刚度理论计算公式。最后提供了实验结果，证明了上述方法和结论的正确性。     

Research on Alternatively Moving Vacuum AbsorbingWall-climbing Robot

0~CAsitisverydifficultanddangeroustoworkonverticalandsteepwall,PeoplehavebeentryingforalongtimetodevelopakindofrobotWhichcanbothabsorbonthewallandworkwhenmoving(thiskindofrobotisabccalledHthelicit-workingrobot"),onthishackgIDund,walLclimbingrohatisdesigned.Thewall-climbingrohathasawideapplicationforopund,itcanbeappliedinthefieldofnuclearehecking,anti-erosioninoilindustry['],suifaceprocessinginshipbuildingandwall-workingonhighbuilding.Onthe,,c"umabsorbingwall-climbingroast,thesingle-suckeron.…     

High-performance wall-climbing robot for inspection and maintenance

A wall-climbing robot that can continuously work on many types of wall surfaces has been developed. This robot based on low-vacuum adsorption principle consists of a locomotion mechanism, a sealing device, a fluid machine and a detecting system. The adsorption force is analyzed in details and its influencing factors are given. The robot prototype, which has the features of high adhesion efficiency, light body in weight, small size in structure and good capability in payload, is tested in outdoor and indoor environments. Through the experiments, the influences of the impeller slit and the seal clearance are discussed. In addition, the robot functions such as adsorption performance, locomotion performance and wall adaptability are tested by experiments. The experiments have verified that the robot not only can climb on many types of wall surfaces, but also has outstanding locomotion ability and payload capacity.     

一种四足式爬壁机器人控制系统的研究

四足式爬壁机器人控制系统采用分级控制的分布式结构,上位机采用ARM结构的高级单片机,下位机采用微型直流电机伺服控制器,通讯方式采用RS232总线．文章介绍了该控制系统的软硬件体系结构,以及通讯管理模式．分析表明该控制系统方案及设计是可行的．     

小型负压式爬壁机器人压力配置的优化设计

从能耗的角度,研究了负压式爬壁机器人支撑轮和密封气囊压力分配的理论依据,提出了支撑轮压力系数的概念,从理论上分析了支撑轮压力系数与机器人功耗之间的关系,研究结果对负压式爬壁机器人的设计起到了理论指导作用。     

模块化小型爬壁蠕虫步态分析

通过对自然界中蛇和丈量虫蠕动方式的分析,提出了一种适合爬壁的模块化蠕虫结构。在此基础上规划了机器蠕虫的运动步态并进行了实验．证明其机械结构和运动步态的可靠性。