履带式救援机器人行走系统设计

在分析典型灾难环境的基础上,采用模块化设计思想,提出了一种6自由度四摆臂履带式救援机器人行走系统总体方案和传动系统结构方案.该方案具有可迅速拆卸、方便携带和维修的优点,以及较好的越障性和机动性.基于救援机器人走廊调头和上下楼梯等越障过程的分析,设计了机器人的主要结构参数.以上工作为新型救援机器人实物样机的研制及越障性能的测试奠定了基础.     

履带式液压挖掘机行走驱动系统牵引特性分析

首先对某履带式液压挖掘机行走驱动系统的工作原理进行分析,然后利用已知的参数计算不同档位下行走驱动系统中各元件的动态参数,最后根据计算出的数据绘制了行走驱动系统的牵引特性曲线。     

履带式海底观测行走机器人设计

为提高稀软底质环境下机器人行走性能,设计了履带式海底观测行走机器人平台,给出打滑率控制模型,提高观测机器人直线行走效率,为海底行走观测机器人的建立提供了理论依据。     

履带式机器人行走系统的结构分析

详细分析了现有履带式机器人行走系统的主要结构,比较了其优缺点。指出了在实际工作中可能出现的问题,提出了履带式机器人四轮驱动的构想,并设计出了样机。     

不平整地面仿人机器人行走控制策略

针对仿人机器人行走于不平整地面会失稳倾倒的现象,提出基于Kane碰撞原理的在线调节控制算法。该调节算法可以实现快速的动力学解算,估算出仿人机器人遇到障碍时地面对腿部的冲击力大小,据此调节仿人机器人的腿部及躯干姿态参数,使机器人成功稳定行走过凸起或凹陷障碍。采用Matlab的Simulink工具,仿真验证了5杆仿人机器人模型基于Kane在线调节控制算法平稳行走过障碍的过程。     

基于模糊控制的履带式行走机器人的实时控制

介绍了模糊控制在履带式行走机器人实时控制中的应用。通过对精确输入量的模糊化以及模糊控制规则的建立,实现了对机器人行走的实时控制。文中所设计的履带式移动机器人采用差动式驱动结构,实验证明,比传统的带转向轮的移动机器人更容易实现其转向控制。     

外磁场驱动无缆微型机器人行走特性的分析

研制了以超磁致伸缩合金为驱动器的微型管道机器人,提出了一种以管外磁场无缆方式驱动控制微型管道机器人行走的方法,使其可靠性和实用性都得到提高。控制原理是通过管外时变振荡磁场频率的改变,媒介于微机器人磁致伸缩微驱动器的磁机耦合作用,将时变振荡磁场能转换成机器人弹性腿的振动机械能,从而实现机器人的行走。介绍了系统组成及工作原理,然后对行走动态特性进行了深入研究,得出了基于振动原理的微机器人移动速度和牵引力的方程式。试验表明机器人系统切实可行,能实现微型机器人的外磁场无缆驱动控制。     

输电线巡检机器人同步行走特性分析

由于架空地线呈悬链线状,从而导致机器人车体在运行过程中发生倾斜现象,利用倾角传感器测量机器人车体与水平面之间的倾角,通过调节机械臂的长度,保证机器人车体的水平姿态.这种方法虽然解决了车体倾斜现象的发生,但出现机器人两行走轮在架空地线上打滑的现象,从而造成对架空地线不必要的损伤,同时加速行走轮的磨损.本文针对这一问题,通过运动分析,指出了造成这一问题的影响因素,提出了通过调节行走轮的转速消除打滑的方法,试验证明这种方法是可行的.     

外场驱动无缆微型机器人的行走机理

提出了一种以管道外磁场来驱动控制微型管道机器人行走的方法，基于振动原理实现了微机器人的行走。其特点是采用无缆驱动方式，使机器人可靠性和实用性都得到提高。其原理是通过管外时变振荡磁场频率的改变，借助微机器人磁致伸缩合金微驱动器的磁机耦合作用，将时变振荡磁场能转换成机器人弹性腿的振动机械能；上下弹性腿的刚度系数不同，可将微驱动器的轴向振动转化为机器人的径向振动从而实现机器人的行走。介绍了系统组成及工作原理，对行走机理进行了基础性研究，建立了机器人运动方程。实验表明机器人系统切实可行，实现了微机器人的场外无缆驱动控制。     

履带式挖掘机行走控制系统的控制方法研究

由于现有挖掘机行走马达的高速挡与低速挡之间是由人工开操作切换,而人不能在挖掘机转弯时智能判断行走马达输出的扭矩是否充足而不会及时进行挡位切换,从而导致现有挖掘机在高速行进时转弯能力不足的状态。该文介绍一种挖掘机液压行走控制系统,高度地结合电液控制技术,精准控制行走马达,以解决现有挖掘机在高速行进时转弯能力不足的问题。该系统包括主泵、左右行走马达、主控阀、快慢挡切换阀、控制器、压力传感器和右马达压力传感器。快慢挡切换阀是控制端与控制器连接的电磁阀,控制器通过压力传感器检测左右行走马达进油端的压力值并计算两者压力差值,当压力差值大于预设值时,控制器向所述快慢挡切换阀输出控制信号使左行走马达和右行走马达工作于低速挡。当机器在行走过程中出现转弯困难时,自动由高速挡转变为低速挡,以提高挖掘机的转弯能力。     

履带式巡逻机器人设计

设计并制作了一部履带式巡逻用机器人,该款机器人既可以通过对路边配置的信号源发射的信号进行识别与判断,按照规定路径循迹行进,也可采用人工远程控制方式行进。机器人借助高分辨旋转式摄像头对仓储区域内物料进行巡逻检查。机器人安装有温度传感器、湿度传感器,能够对仓库安全性进行动态实时监测,判断明火火源,通过无线传输,准确及时进行险情报警。机器人也可实现对存储物品的种类、数量进行统计等工作。     

履带式越障机器人系统设计

针对复杂地形环境的巡检作业,设计了一种履带式越障机器人。分析了复杂地形特点,确定了履带式越障机器人的系统方案,进而利用组件对机器人及越障机构进行了设计,并搭建了履带式越障机器人机械本体结构。基于BASRA主控板搭建了履带式越障机器人控制系统,并采用模块化的设计思想编写控制系统程序,进行了履带式越障机器人的越障性能试验。试验结果表明,履带式越障机器人可以顺利爬越2层台阶障碍物,为能够在复杂地形下进行巡检作业的机器人研究提供理论依据。     

履带式机器人的设计

详细论述了履带式机器人设计的理论依据,探讨了其结构形式,并以设计实例介绍了其控制系统的组成。     

一种履带式管内机器人控制系统研究

文中介绍了一种履带式管道机器人的基本运动机构及原理,研究了其单片机控制系统。大量实验结果表明,该系统运行状态良好,有很高的可靠性和实用价值。     

大型履带式推土机行走系阻尼减振的研究

为解决大型履带式推土机行走系减振的新课题,对其行走系的振动状况进行了测试,确定驱动轮为需实行减振的关键部件。根据推土机的实际结构及作业要求,对多层管状组合阻尼结构的减振装置进行了开发研究,进行了理论按摩及试验验证。经过实车对比试验,结果表明安装了阻尼减振驱动轮的推土机驾驶座椅处的振动水平值下降了9dB。     

履带式采装机行走装置承重轮仿真研究

为探究采装机爬坡时承重轮的受载特性,对其进行爬坡仿真性能测试与物理样机试验,将两者得出的爬坡极限角度进行对比验证,然后采用ADAMS将采装机在爬坡工况下的运行状态进行动力学仿真,分析各承重轮的受载数据。结果表明:两者极限爬坡角度较为吻合,验证了仿真参数设置的合理性。其中承重轮4号受载最大,3号最小。研究结果数据可为采装机行走装置承重轮的设计与优化提供理论依据与参考价值。     

永磁吸附履带式爬壁机器人转向动力特性分析

针对永磁吸附履带式爬壁机器人壁面转向过程中转向中心偏移问题,根据该类型爬壁机器人的结构特点,结合履带车辆转向理论,对爬壁机器人壁面转向条件进行分析,建立其转向动力学模型。通过实例计算,得到了爬壁机器人转向中心偏移量和所需驱动力的变化规律,分析了转向中心偏移对转向动力学模型的影响,以及载荷分散机构、磁吸附单元间隙对转向过程的影响。结果表明,转向动力学模型中忽略转向中心偏移会导致转向所需驱动力的计算结果偏大;载荷分散机构对机器人的转向影响很小,但可以改善壁面法向载荷分布;减小磁吸附单元间隙,有利于爬壁机器人的壁面转向。该分析结果为永磁吸附履带式爬壁机器人的设计和优化提供了基础。     

四周履带式蛇形机器人研制成功

四周履带式蛇形机器人是国家自然科学基金项目。国内外现有的蛇形机器人有多种形式,其移动机构或为带式,或为轮式,或为肋骨蠕动式等等,它们都有一个共同特点,就是只能靠蛇身下侧面移动。一旦在移动过程中,因路面崎岖造成“蛇身”翻转,例如“蛇身”的下侧面翻仰至上面或侧面着地或由于路面急倾斜使得下侧面与某侧面同时着地,它将无法移动。而在倒塌的建筑物内、矿山采空区内和崎岖的洞穴内,上述情况是经常发生的,现有结构的蛇形机器人均无法适应。四周履带式蛇形机器人恰恰能适应这种环境,当发生上述情况时,它均能正常移动,越障…     

三节履带式机器人越障分析

设计了一种三节履带式结构机器人,通过轴套轴结构实现了机器人的主运动和摆臂运动的同步进行,有利于机器人功能的实现。为分析机器人的越障性能,选择了阶梯、斜坡、沟道等典型障碍分析了机器人的运动机理及其越障能力,重点研究了机器人翻越阶梯时的运动机理及其越障能力。以三节履带式探测搜救机器人样机为例,分析了机器人仰角、摆臂摆角与越障高度的关系,并用MATLAB仿真得到阶梯高度函数以及相应关系曲线,求出了最大越障高度的理论值,并与实测数据进行了对比。推导出了机器人的最佳越障性能及对应的质心和摆臂的位置,为机器人越障时的控制提供理论依据。     

无根欠驱动冗余机器人动力耦合特性研究

无根多刚体系统和欠驱动冗余机器人系统实质上都属二阶非完整动力系统,其位姿空间约束方程不能满足控制要求,一般基于动力学方程对系统进行控制,即通过关节间动力耦合作用约束被动关节运动,因此此类机器人可控性分析的重点在于系统耦合运动特性研究。基于动力学虚设机构法及非完整系统微分变分原理,建立了无根欠驱动冗余机器人的动力学模型;针对虚设关节、主、被动关节进行动力学模型解耦,推导出了系统的二阶非完整约束方程及被动关节的加速度表达式;在此基础上,通过定义表征被动关节耦合运动的性能指标,针对不同位置主动关节输入参数对被动关节可控性的影响进行了仿真分析,得到了提高无根欠驱动冗余机器人可控性的有益结论,为实际欠驱动冗余机器人输入控制提供了参考。