直进轮式微型管道机器人的行走系统设计

微型管道机器人是一种适合小口径管内移动作业的微型机器人,其移动机构是机器人研究领域重要的研究内容之一.介绍了直进轮式微型管道机器人行走机构的设计.提出了管道内受限微机器人的动力学模型,并分析了微型管道机器人的动力学稳定性.该移动机构具有结构紧凑,驱动效率高,安装方便,工作可靠,成本较低的特点.     

轮式移动机器人在圆形管道中的运动学建模与仿真分析

微型管道机器人是一种适合小口径管内移动作业的机器人,其移动机构是机器人研究领域中重要的研究内容之一.本文在ADAMS环境下,建立了小口径六轮机器人运动模型,创建了相应的仿真环境,并进行了三维实体运动仿真,这为了解机器人工作空间的形态和大小提供了一种实验手段.本文还对管道内受限微型机器人的运动学模型进行了运动学分析.分析结果表明,该行走机构具有结构紧凑、驱动效率高、安装方便、工作可靠、成本低廉等特点.     

基于光学导航定位的钹形压电微型管道机器人

为了提高管道机器人的装载能力、运行速度并使机器人具有感知其自身位移的能力，研制了一种基于钹形压电驱动器和光学导航技术的微型管道机器人.设计了基于Φ8 mm钹形压电驱动器的管道机器人装载机构,建立了该装载机构的动力学模型，并分别用有限元法分析和实验验证了该动力学模型.采用基于快速图像获取和图像处理技术的光学导航芯片，设计了机器人自身位移检测单元.实验结果表明，该机器人装载机构负载可达自身重量的4倍，最大速度达41.7 mm/s，自身位移检测单元能检测机器人在管道内的直线和旋转运动位移，检测精度为3‰.     

全光控微型游动机器人的视觉反馈跟踪系统设计

微型游动机器人的研究是机器人微型化电子领域发展的一个重要分支.借助光致形变弹性体材料在光诱导下,分子内部发生光异构产生形变原理,设计制造一种仿鞭毛细菌游动机器人.通过采取对可见光和紫外光光源照射方式的改变,为其全光供能与控制,并采用改进型背景周期差分视觉反馈技术对游动机器人跟踪定位.这种全新的外场驱动的新型管道微型机器人设计,可控性强,可将负载物运输到指定地点,是微型机器人驱动与组装制造、微管道运输的全新设计.     

螺旋轮式小型管道机器人控制系统的设计

作业管径小于80 mm的小型管道机器人广泛应用于化工、制冷、核电站等领域的检测、维修,其移动结构及信号采集和处理技术具有较高的实用价值和学术意义.采用螺旋轮式结构设计了内径为(O)60 mm的小型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方便.螺旋轮式移动的主体结构,确保管道机器人具有较大的牵引力和移动速度.管道机器人在管道内的数据信号,由搭栽在微型管道机器人的移动结构上的DSTJ-3000智能差压压力传感器采集传送到C8051F330单片机,通过无线蓝牙数传模块,将数据传输到上位机,利用Visual Basic程序软件实现计算机对管道机器人的控制.螺旋轮式小型管道机器人控制系统能够自由控制前进、后退、调速、自锁等,其动作状态数据也可利用上位机软件显示或打印.     

谐振式微型管道机器人设计与实验

针对直径在18~30 mm范围内的细小管道难以检测的问题,提出一种微型机器人。该机器人采用谐振原理驱动,简化了传动机构。由微型电机带动偏心轮旋转作为激励源,建立了机器人在管道壁约束下的数学模型,求解机器人柔性足与管壁碰撞产生的角加速度和接触点位置,分析了机器人的运动机理。研制机器人样机,并搭建管道试验环境,进行速度和牵引力测试实验。最小样机尺寸15 mm×15 mm×22 mm,由实验结果得出:样机在8 V电压下,速度最高可达到68.29 mm/s,功耗约为0.15 W,最大爬坡角度30°。     

用于精密微装配的全方位微小机器人的研究

研制出了一种90mm×60mm×85mm的可用于精密微装配作业的全方位微小型机器人，该机器人集成了移动定位单元与精密微操作单元，移动定位单元由微型电机驱动的快速宏运动单元与压电陶瓷驱动的精密微运动单元2部分组成，宏运动最大速度为50mm／s，开环定位精度为1mm；微运动最大速度为200μm／s，开环定位精度为1μm，分辨率为50nm．微操作单元由压电陶瓷驱动的球基微驱动器与微夹持器2部分组成，微驱动器转动分辨率为0．0001°，定位精度为0．0005°，微驱动器金属球可以实现空间复杂的扫描运动，同时带动微夹持器末端实现精密定位；微夹持器采用压电陶瓷驱动的2级杠杆放大机构，末端最大张合位移为280μm，最大微夹持力为0．1N．开发了基于视觉反馈的微装配作业控制系统，并在视觉的引导下，实现了机器人对微型齿轮、微型轴／孔等元件的夹取、搬运等微作业任务，并顺利完成了Ф180μm微型轴与Ф200μm微型孔之间的精密装配实验研究．     

支撑轮式管道机器人牵引机构结构设计

管道机器人可以在油气管道内进行特殊作业,运动方式是其核心。介绍了一种新型管道机器人牵引机构,采用支撑轮式运动方式。首先介绍了机构的整体设计和技术特点,并详细阐述了驱动机构和支撑机构的设计方案和工作原理,同时对其力学特性进行了分析。该机构行走速度快,驱动能力强,工作可靠并可以适应较大的管径变化,可以用于油气管网作业。     

带仿生吸盘的微型爬壁机器人设计及其吸附特性

针对现有爬壁机器人负压吸附装置不易微小型化的缺点,通过归纳生物负压吸附器官的结构特点,应用新型功能材料形状记忆合金作为驱动器设计了一种仿生负压吸盘,并以该吸盘为吸附机构,设计了一种微型爬壁机器人.在对仿生吸盘中的弹性体板作受力分析的基础上建立了该吸盘负压产生模型,并分析了机器人在垂直壁面上运动的安全性条件.实验表明,该仿生吸盘能作为的微型爬壁机器人的吸附机构,带仿生吸盘的微型爬壁机器人能在倾斜玻璃壁面上爬行.     

微型管内机器人的研究现状

在发电厂、核设施、化工、制冷等领域中,对微型管道进行检测和维修是一项至关重要的工作.微型管内机器人是微型机器人领域的一个重要的研究方向,使用微型管内机器人可以提高管道检测的效率和精确度.介绍了微型管内机器人的发展现状,分析了一些重要的设计思想和研究成果,进而总结了微型管内机器人的研究内容、发展方向与亟待解决的关键技术.     

管道机器人弯道处驱动力研究

弯道是管道机器人经常遇到的一种障碍,与在直管内行走相比,在弯道处无论是对机器人本体结构和行走方式还是对机器人驱动性能都提出了不同的要求.在管道机器人弯道通过性研究的基础上,对轮式全主动驱动管道机器人在弯道处驱动力的变化以及诸多方面影响因素进行了虚拟实验分析,为是管道机器人弯道自主行走驱动力设计准则提供了数值基础.     

助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人运动学建模与仿真

结合并联腿步行机器人和可重构机器人的优点,设计了一种新型的助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人,进行了该机器人的构型设计。以四足并联腿步行机器人为研究对象,根据步行机器人整机的结构特征和基本并联腿的运动特征,将整机的运动学问题转化为单个并联腿的运动学问题,建立了机器人整机系统的完整的运动学模型,进行了机器人在爬行步态下的仿真分析,得出了驱动器杆长的仿真曲线。该项研究为四足并联腿步行机器人整机的动力学分析和控制奠定了一定的基础。     

基于半转机构的类两足步行机构相对运动空间分析

基于半转机构的类两足步行机构是一种新型单自由度行走机构,适用于步行车的移动系统。针对类两足步行机构运行过程中有着不同于传统腿式步行机构的扫略规律,在给出类两足步行机构基本构型和行走原理的基础上,以机架为参考系,解析一级转臂、二级转臂、腿杆和弯头定位杆等重要组件在运动过程中外轮廓形成规律,综合获得类两足步行机构相对运动空间。研究结果为防止步行车行走机构与机身发生干涉、以及实现步行车相关结构精准化设计奠定理论基础。     

类两足步行机构行走性能实验研究

类两足步行机构是在动物仿生研究中提出的1种新型双足步行机构.为了测试类两足步行机构运动过程中的行走性能,在分析步行机构基本构型及其行走原理的基础上,设计制造出类两足步行机构物理样机及其实验台车,并分别在平地、爬坡和越障3种工况下进行现场测试实验.结果表明：类两足步行机构的实验驱动扭矩与理论驱动扭矩虽存在一定误差,但总体变化趋势相同;类两足步行机构具有较好的爬坡和越障性能.     

六足机器人横向行走步态研究

以一种新型的多自由度六足机器人机构为对象,研究其横向行走步态,规划一种横向行走的三角步态,并完成了足端轨迹规划和稳定性分析.最后采用Pro/E和ADAMS等软件相结合的方式对六足机器人的样机模型进行运动学仿真与分析,结果证实了该横向行走步态的可行性,为接下来的物理样机实验提供了依据.     

钢锚管在深基坑桩锚支护体系中的设计与应用

以沈阳市某高层住宅深基坑桩锚支护结构为例,通过对一种新型锚杆技术钢锚管在实际工程中的应用研究,分析了钢锚管的工作机理及力学性能.并运用逐层开挖承载力不变法对钢锚管的承载力及稳定性进行了验算.阐述了钢锚管强度计算和稳定性验算的方法.工程实践证明钢锚管不但能够很好地解决软土地区锚杆钻孔时遇到的容易塌孔的施工难题,加快施工进度,而且因为取材方便、制作简单完全可以代替市场上现有的成品自钻式锚杆从而降低工程造价.     

简述端夯扩灌注桩的施工及设计

端夯扩灌注桩是一种新的桩基施工技术，它具有施工简便、实用、质量可靠等优点。本文将对其技术特点、施工工艺、机理、设计与计算进行介绍，对于基础工程设计和建筑施工颇为有益。     

生物蟹胸足的机械原理

论述了生物蟹胸足的结构和运行机能，从中提取概括出螯足机械手和蟹步行器机构模型，探讨了描述该生物机构的数学方法，并通过实例给出了机构的一组参数。这些数据可为机构手和步行机的仿生提供参考。     

深厚软土地基增强型管桩受力性状试验研究

增强型管桩采用离心旋转法制作,并经高温蒸养,在制桩时预埋应变计难以实现,本文研制了一种桩身埋设混凝土应变计的新方法,成功解决了这一难题。通过静载试验研究了深厚软土地基中增强型管桩的荷载传递规律及桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状,探讨了增强型管桩桩身肋的荷载分担情况。试验结果表明,在竖向荷载作用下,增强型管桩桩身上部的肋比下部的肋先发挥作用,肋对桩侧摩阻力的发挥起到了明显地加强作用。     

步进式冷床优化设计

以某钢管厂步进式冷床升降系统为例,介绍了冷床升降系统的工作原理,根据运动分析建立了力学模型,并进行了详细的静力分析、计算,绘出了一个步进周期内电机负荷的曲线图,采用均方根法进行驱动电机的优化选型和校验,最后采用平衡锤抵消部分负载力矩的方式改善了电机的负载状况.