基于Pro/E与ADAMS的绝缘子清扫机器人的设计与仿真

针对高压变电站绝缘子复杂的清扫环境,提出了高压变电站清扫机器人的设计原则,在此基础上,对清扫机器人进行了整体方案设计.该机器人主要包括移动机构、夹持机构及清扫机构,具有结构质量轻、体积小的特点,且其夹持机构具有无电机保持自锁特性.利用Pro/E软件,完成了清扫机器人整机结构的建模,最后利用虚拟样机仿真软件ADAMS建立...     

一种悬垂绝缘子带电清扫机器人机构设计

采用绝缘子带电清扫机器人清扫绝缘子可以有效地清除绝缘子表面的污秽,防止污闪事故的发生。针对500kV超高压交流输电线路悬垂绝缘子串的环境特点和双伞裙瓷质盘形悬式绝缘子带电清扫任务需求,提出了一种新型悬垂绝缘子带电清扫机器人机构。介绍了机器人机构的构型,推导了机器人的运动学方程,分析了机器人的工作流程。在实验室线路上开展了机器人的行走实验和清扫实验,实验结果验证了机器人机构设计的可行性。该机构具有结构紧凑、环境适应能力强等特点。     

变电站带电水冲洗机器人的运动学建模与仿真分析

带电水冲洗是变电站绝缘子串防污闪的主要措施,应用带电水冲洗机器人,可以解决人工水冲洗存在的问题。介绍了带电水冲洗机器人的构型,对其移动底盘、机械臂和整机进行运动学建模,并进行仿真分析。所做研究为带电水冲洗机器人的优化设计与应用提供了参考。     

超高压带电作业机器人语音系统设计分析

为使远程操控人员更好地了解高压带电清扫机器人的工作状况，设计了基于S12单片机的语音系统。通过研究工作环境的干扰情况，采取了多方面抗干扰措施，经实地操作验证，该系统可以有效而稳定地运行。     

一种高压室巡检机器人移动机构设计

针对高压配电室内部环境特点及巡检任务需求,提出了一种兼具平稳性高、定位准确及移动速度快的新型轨道式巡检机器人移动机构。介绍了包含差速机构及被动适应导向机构的轨道式移动车体机构构型,分析了移动车体的工作原理及行走过程。以提高运动稳定性为目标,对移动车体及轨道的关键结构参数进行了优化,基于优化结果在SOLIDWORKS中完成了移动车体的三维实体建模,然后在ADAMS环境下对移动车体进行了过弯运动仿真。仿真结果表明,移动车体具有沿着直轨和弯轨组合轨道上平稳运动的能力,验证了移动车体机构设计的可行性、合理性及可靠性。     

变电站带电作业水冲洗机器人的研制

变电站设备长期暴露在户外,设备表面容易积累工业污秽和自然污秽,从而导致污闪现象发生;随着大气环境污染日趋严重,变电站设备污闪事故呈逐渐增加之势。所研制的变电站带电作业水冲洗机器人利用RO反渗透技术制取的高纯度水,通过绝缘伸缩臂将高压喷水装置运送至作业位置,可以在不停电的情况下对变电站支柱绝缘子、避雷器、带电设备套管等进行水冲洗作业。该变电站水冲洗机器人采用履带式移动底盘,可在变电站室外道路和设备区内的草坪、石子路面等区域无障碍行走;采用多级组合绝缘,利用绝缘伸缩升降臂结构,提高水冲洗作业绝缘性能;采用无线远程遥控,能有效减轻人工作业强度,提高操作安全性,确保作业人身安全。     

牵引变电站带电水冲洗机器人设计

为了提高牵引变电站绝缘子带电水冲洗作业的安全性,针对110 kV牵引变电站,设计和开发出一种全新的履带式带电水冲洗机器人,能够实现旋转和俯仰以及联合动作。由于工作条件的要求,使用了自制旋转接头来保证机器人的长期可靠工作,并对冲洗效果有重要影响的喷嘴进行了设计和仿真计算。在远程控制下,该水冲洗机器人可以替代人工完成大部分水冲洗作业,从而提高了安全性能、降低了劳动强度。     

全方位地面移动清扫机器人

提出一种全方位地面移动清扫机器人,主要面向家庭和办公室等狭窄空间以及机场等人员众多的公共场所的清扫作业.机器人包括移动系统、吸尘清扫系统、防撞感知系统、电量监测系统、计算机控系统和无线遥控系统等,可通过半自主和人工遥控控制,完成零半径转弯、自主避障防撞、自主电源管理和高效清扫等功能.机器人的移动速度是将4个单独驱动的瑞典车轮的速度矢量进行合成而得到的,对该运动方程的建立条件以及移动机构进行研究、讨论,并给出其中的关键控制参数.机器人的吸尘清扫系统还具有气路可自主切换的特点,能够集中高效地发挥吸尘泵的工作效率.试验表明,对于尘土、碎纸屑和硬币等,容易被吸入,效果明显.通过对机器人的移动速度、移动轨迹偏差、避障和清扫等方面的测试,表明该机器人全方位移动灵活、控制可靠、避障能力强并且清扫干净.     

220kV变电站带电作业机器人的研制

电网安全是公共安全的重要组成部分随着电网大范围互联、电力市场化、大量分布式电源接入等,电力系统的可靠性面临着新的挑战。特别是,近年来发生的冰雪、地震等严重自然灾害,更是对电网形成了严峻的考验。围绕电力行业应急救援和安全抢修作业装备发展的需求,拟研究220kV变电站带电作业工艺要求和带电作业环境下亟待解决的机器人共性关键技术和专用技术,研制出满足变电站抢修维护作业的带电作业机器人,该机器人可以替代人工完成作业频率较高的设备套管清扫与清洗、设备RTV防污闪材料的喷涂、带电绝缘子零值检测、隔离开关除锈防护等作业任务,减轻作业人员的劳动强度,使作业人员与高压电场完全隔离,最大限度的保证作业人员的安全。     

基于10 kV高压带电作业机器人搭火线夹的研制

高压带电作业机器人是进行10kV配电网维护和抢修的专用设备,带电搭火作业是其一项主要功能。目前已有的搭火线夹主要满足人工作业需求,无法满足高压带电作业机器人作业需求,为满足10kV配电网高压带电作业机器人自动化作业中搭火线夹的需求,研制了安全可靠、自动化程度高的带电搭火线夹。     

新型轮腿配合式排水管道检测机器人控制系统设计

提出了一种新型轮腿配合式管道机器人的设计思想.机器人通过轮式驱动和腿式驱动二者的相互配合,兼有轮式机器人移动速度快及腿式机器人环境适应能力强等优点.对机器人结构及组成进行了设计,运用重心偏移的方法保证机器人腿式行进时不发生侧翻.对整个机器人的控制系统进行设计,包括主机控制系统的单片机硬件设计、移动载体和CCD摄像头控制系统的软件结构设计.     

一种保洁机器人的设计

针对工业用大型炉膛及炉体内腔的清洗问题,设计一种腔体内的清洁设备,它相当于一个保洁机器人,主要由基础板、升降组件、旋转组件、水喷洗组件等组件组成,工作过程由升降运动、旋转运动和高压水喷射运动三个运动来完成,这三个运动可以同时进行,也可以任选其二,或独立进行,动作类似于保洁工人的操作,类手臂拖动鬃刷或保洁棉纱,运动灵活,上下左右360°圆周作业。在高压水射流的作用下,臂杆伸出,球形喷头的脑袋同时使其高压水五面喷射,冲刷欲清洁的内腔壁,并滋润着臂杆上舞动的棉纱。它可以为大型设备内腔壁的清洁提供机械化操作,且清洁效果极佳。     

在液体中运动的新型微机器人动力学模型研究

研究一种采用智能型材料驱动的、在液体中运动的新型微机器人。分析了微机器人在液体中运动时驱动翼产生的推进力和所受到的阻力，通过实验测量了微机器人实际所受到的阻力，建立了微机器人的动力学模型，并进行了相关仿真。实验和仿真表明：微机器人在液体中运动受到的阻力不仅包括迎流阻力，还包括不能忽略的液体摩擦阻力；微机器人的运动速度随着驱动翼动作频率的增大而逐步增大，但过大的驱动频率将导致微机器人不能在液体中运动；此外，液体环境对微机器人的运动具有一定的影响，但影响效果有限。     

球面幕墙清洗机器人的自攀爬机构设计

针对国家大剧院的超椭球外墙，开发了一种采用自攀爬构型的新型清洗机器人。这种机器人没有吸附装置，而是通过机器人与壁面构成高可靠性的抓持铰实现在垂直、倾斜的壁面上移动。分析和讨论了机器人的自攀爬机构原理，介绍了机器人的自攀爬运动过程。     

小型轮履腿复合式机器人设计及运动特性分析

针对在室内外环境下对小型移动机器人的运动要求,综合轮式、履带式和腿式运动机构的优点,研制开发了一种多运动模式的小型轮履腿复合式移动机器人。该机器人可以进行轮式高速运动、履带或腿式越障等多种模式的运动。对其运动特性、越障性能、自动复位功能进行了详细的分析。采用的嵌入式控制系统保证了机器人功耗低、可靠性好、实时性高的控制要求。试验表明,这种移动机器人运动灵活,具有很好的环境适应性和较高的越障能力。     

步履式全地形六足机器人

为解决机器人复杂崎岖地形难以行进的问题,设计了步履式全地形六足机器人。系统以STM32F407ZGT6单片机为控制核心,通过EPM1270T144I5舵机和直流减速电机驱动板,控制DS3120MG型舵机带动机器人的运动关节以及控制5GA370型直流减速电机驱动履带小车;同时引入H083-0605TC型导电滑环与挂胶履带,实现履带小车360°回转无死角,进而可以在各种复杂地形下灵活运动。步履式全地形六足机器人具有优越的越野能力,可轻易翻越障碍物,且抗干扰能力强,灵活度高,安全可靠,具有较高的实用价值。     

Design and realization of a non-actuated glass-curtain wall-cleaning robot prototype with dual suction cups

This paper describes a non-actuated glass-curtain wall-cleaning robot prototype that has been designed and realized based on some wall-climbing robots developed recently and common traits of glass-curtain walls of high-rise buildings. The robot hasn’t its own driving mechanism, but it can move on smooth glass surfaces depending on its own gravity and the lifting force of the trolley crane on the roof while adhering to the surfaces using dual vacuum suction cups. Obstacles, such as horizontal window frames, can be crossed while cleaning. The safety analysis ensures that the robot can work reliably. The analysis on characteristics of suction cups using fluidic network theory is to enhance the adhering capacity of the robot. The control system utilizes two-level computer control strategy to achieve the robot’s moving, cleaning and crossing obstacles. Experiments proved the robotic system is feasible and practical.     

非完整约束轮式移动机器人控制系统设计

采用美国Cygnal公司新研制的C8051F005单片机作为机器人控制系统的CPU及瑞士MAXON公司的直流伺服电机作为双轮驱动单元，利用非完整约束条件和非完整约束运动规划原理，研制了非完整约束轮式移动机器人，该机器人可跟踪任意直线、圆弧曲线轨迹等，也可实现原地零半径旋转及任意轨迹运动。运动自主灵活。     

斜拉桥缆索缺陷检测机器人的研制

为保证斜拉桥的安全使用,对其缆索进行无损检测是非常重要的。本文论述了包括检测传感器、爬行机构和控制系统的斜拉桥缆索缺陷检测专用机器人。     

A Precise Localization Method for a High Speed Mobile Robot Using iGS and Dual Compass

This paper proposes a precise localization algorithm for a quickly moving mobile robot.In order to localize a mobile robot with active beacon sensors,a relatively long time is needed,since the distance to the beacon is measured by transmitting time of the ultrasonic signal.The measurement time does not cause a high error rate when the mobile robot moves slowly.However,with an increase of the mobile robot’s speed,the localization error becomes too high to use for accurate mobile robot navigation.Therefore,in this research into high speed mobile robot operations,instead of using two active beacons for localization,an active beacon and dual compass are utilized to localize the mobile robot.This new approach resolves the high localization error caused by the speed of the mobile robot.The performance of the precise localization algorithm is verified by comparing it to the conventional method through real-world experiments.