摇臂式双履带机器人越障性能分析

针对煤矿井下的救援双履带机器人越障能力有限,摆臂履带式机器人摆臂辅助越障过程中控制复杂的问题,设计一种具有自适应能力的摇臂式双履带机器人移动机构。对该移动机构的越障能力进行了分析,与普通双履带机器人的越障高度进行比较得出摇臂式双履带机器人越障能力优越。     

房柱式采空区探查蛇形机器人关键技术研究

针对煤矿房柱式采空区环境特殊性及不同探查任务的要求,提出了一种基于四面履带驱动方式的蛇形探查机器人,对其整体结构以及单个模块的驱动、连接单元进行了详细的设计,保证其具有良好的越障能力、抗倾翻性及狭小空间的通过性,通过仿真与实验,验证了所设计机器人结构及控制方法的有效性。     

履带式煤矿搜救机器人机构设计及越障性能分析

文章设计了一种用于煤矿搜救的关节式双履带移动机器人,机器人平台由前、后两壳体组成,当机器人在煤矿搜救过程中遇到障碍物时,前、后两壳体通过旋转关节的调节可形成一定的角度,能有效解决双履带机器人越障性能低的难题。被动调节装置的设计,可防止机器人越障时履带发生松弛或脱落。在此基础上,以攀越台阶为例对机器人的越障性能进行分析。最后通过实验验证了关节式双履带机器人机构设计的合理性和理论分析的正确性。     

薄煤层工作面巡检机器人行走机构设计及越障分析

针对薄煤层综采工作面空间狭窄、地形复杂多变的环境,设计了一种结构紧凑、越障能力强的四摇臂履带式移动机器人。基于机器人质心位置分布,对无摇臂支撑越障和有摇臂支撑越障两种状态下的最大越障高度进行了优化,有摇臂支撑越障时,机器人最大越障高度为232.91 mm,满足了设计要求。通过机器人越障过程的虚拟仿真,得到了越障过程中驱动电机输出力矩的变化规律,为电机合理选型提供参考。最后对行走机构试验样机进行了越障性能试验,结果表明,该结构机器人具有较强的越障性能和地形适应能力,可满足煤矿井下薄煤层工作面特殊环境的要求。     

机器视觉的救灾机器人越障性能分析

为了更好地进行灾后救援工作,设计一种基于机器视觉的救灾(RWTT-I)机器人系统。机器人由视觉系统、双可变形双曲柄(PDC)模块和轮履替换(RWT)模块组成。PDC模块和RWT模块可以通过变形、轮履替换越过台阶、壕沟等障碍物,通过视觉系统获取的障碍物位置尺寸信息来控制机器人调整PDC或RWT机构至合适的越障姿态、运动模式进行越障救援。建立机器人越障运动学方程,分析其越障性能,机器人系统成功进行越障试验,表明它具有良好的越障能力,满足灾后现场救援机器人的要求,具有很大的实际应用价值和推广空间。     

基于Backstepping方法的海底摆臂型履带式移动平台行走路径控制

在深海采矿过程中, 摆臂型履带式海底移动平台通过海底崎岖地形时难以按预定的开采路径行走, 基于Backsteping方法, 设计其行走路径控制律。利用ADAMS/ATV履带车模块和MATLAB/Simulink软件, 建立了海底摆臂型履带式移动平台多刚体动力学模型与控制系统联合仿真模型, 开展其越障工况下的行走路径控制仿真研究。仿真结果表明:在基于Backstepping方法所设计的控制律作用下, 海底摆臂型履带式移动平台在越障过程中位姿和速度均可快速收敛, 说明车体能以预定速度按预定开采路径行走, 所设计的控制律对于其行走路径控制是有效的。     

履带式煤矿救援机器人行走机构研究

通过分析现有煤矿救援机器人履带行走机构的特点,结合履带行走机构越障基本条件,提出一种多节履带救援机人行走机构的设计方案,并对该机构在越障临界状态进行受力和稳定性分析,结果表明该行走机构可翻越较高障碍高度,环境适应能力强。     

基于ADAMS的煤矿井下搜救机器人越障性能分析

针对复杂的煤矿井下环境对搜救机器人越障性能和转向灵活性的要求,提出了一种具有前摆臂的履带机器人。为了检验设计方案的有效性,对机器人爬坡、跨越凸台和转向进行分析,并用ADAMS进行仿真。仿真结果验证了机器人的越障、转向性能以及分析结论的正确性。     

多节履带式煤矿井下搜索机器人设计

面向煤矿井下事故后非结构化的极端环境,提出了一种多节履带式搜索机器人,先于抢险人员进入井下,探测环境和被困人员情况,并将信息传回控制中心,辅助煤矿救援。通过对机器人工作环境进行分析,建立了井下搜索机器人履带-地面模型,提出了能在复杂非结构环境下灵活越障的机器人整体构型,设计了具有高机动性的行走机构和关节模块,采用机器人仿真软件Webots进行了仿真,为建立实用化的系统工程样机并完成工程试的验验证提供依据。     

四段式轮-履结合煤矿井下探测机器人结构设计及越障分析

设计了一种四段式轮-履结合越障机器人。设计了越障机器人的整体结构,前肢采用轮式驱动,后部双翼采用结构型履带拖动,以轮-履结合的方式实现正向和反向越障;对所设计的结构进行合理的简化并进行越障方案分析;采用质心法对机器人进行越障可行性和最大越障高度进行分析,得出最大越障高度;最后通过实验装置进行越障实验,机器人顺利通过设定越障高度,验证了四段式轮-履结合机器人越障性能分析的正确性。     

煤矿巡检机器人可变形行走机构设计

针对灾后井下复杂的非结构化环境,结合对煤矿巡检工作的要求,以简化机器人的越障动作与增强机器人对复杂地形的适应能力为目标,设计一种平行四边形连杆机构机器人行走机构。采用Solidworks建立巡检机器人行走机构的三维结构模型,对机器人进行越障能力和倾覆稳定性分析。研究结果表明,该巡检机器人行走机构具有更好的越障性能和稳定性。     

煤矿应急排水车单侧越障动力学仿真分析

运用多体动力学仿真软件Recurdyn构建煤矿应急排水车单侧越障模型,进行单侧越障仿真分析,重点分析不同障碍高和不同运行速度对左右独立履带的驱动轮转矩的影响。仿真研究结果表明:随着障碍高度和运行速度的增加,驱动轮转矩呈非线性增加,且未超出设计临界最大转矩;越障瞬间由于左右独立履带产生的的转动能不同,会引起左右驱动轮转矩差值。通过对该样机的仿真分析为实车安全稳定运行和进一步优化提供可靠依据。     

煤矿探测机器人垂直越障性能研究

通过分析机器人摆臂姿态变化对机器人质心轨迹变化的影响,掌握了六履带四摆臂煤矿探测机器人摆臂姿态与垂直越障性能的关系,提出了机器人在攀越垂直型障碍时前后摆臂的姿态控制要求,得到了机器人越障高度Hmax及其俯仰角度αm与机器人各参数之间的关系式,当其俯仰角度大于αm时,机器人就不能够攀越此类型障碍。同时分析了机器人摆臂质量对垂直越障性能影响的,得出可以通过增大摆臂质量来提高机器人对垂直型障碍的越障能力。     

模块化煤矿移动机器人平台的研究

采用模块化的思想建立了模块化煤矿移动机器人平台的模块库,并具体介绍了通用模块中的各个模块以及具体实现细节。通过各个通用模块和专用模块的组装,搭建了小型煤矿移动机器人、防爆煤矿移动机器人和双机合作机器人等典型机器人样机。对小型煤矿移动机器人进行了运动学仿真,仿真出机器人的转弯情况。仿真结果表明该模块化设计的可行性和优越性。     

新型爬壁机器人设计与运动特性分析

针对不同类型的壁面情况对爬壁机器人提出的运动要求,设计一种新型爬壁机器人。该机器人可以实现水平壁面到竖直壁面的过渡以及竖直壁面到水平壁面的过渡。对机器人的运动性能以及壁面过渡能力进行了详细的分析。建立机器人与壁面模型,通过ADAMS软件进行运动学和动力学仿真;试验表明,该机器人壁面运动性能优良且具备很好的壁面越障过渡能力。     

煤矿井下搜救探测机器人结构设计

根据煤矿井下的环境特点,结合现有机器人结构组成,设计用于煤矿井下搜救探测机器人。该机器人由履带、摆臂复合式结构构成,分3段,具有良好的越障能力、地面适应能力和机械性能。其传感器支撑臂具有2个自由度,可以实现传感器的空间姿态调整。对其结构组成、运动原理、传动特点等进行了介绍和总结。为后续的动力学仿真、控制系统搭建和传感器选择等提供了工作平台。     

矿用多杆联动救援机器人的越障及抓取性能研究

为提升井下事故救援效率,提出一种多杆联动救援机器人,可实现轮足组合式驱动及独立模式切换。对越障驱动机构进行了结构设计,建立多杆并联模型,通过动力学分析得出其运动轨迹范围和不平整路面条件下的接触力变化特性。抓取机构采用软体3指机械手结构,基于有限元模拟和试验测试方法得出不同气压下的柔性体变形特性及最大抓取力变化规律。结果表明,轮足组合式驱动结构的越障稳定性良好,柔性指抓取的安全性较高,但工作气压不宜超过0.1 MPa。     

基于5G技术控制的煤矿救援机器人的设计

设计了一种以行星轮为特点的运动机构,通信系统采用5G技术的煤矿救援机器人;利用行星轮结构紧凑的大功率传动特点,可以提高煤矿救援机器人在未知环境中的垂直越障能力;利用5G网络,能快速传输机器人监测的视频、语音、所困矿工位置和障碍等信号,有助于救援人员及时了解井下情况并制定出科学的救援方案,提高救援效率和成功率。     

薄煤层综采工作面巡检机器人摆臂动力学分析

针对薄煤层综采工作面日常巡检,设计了一种关节式履带机器人,其主要特点是结构紧凑、越障能力强、便于携带。介绍了巡检机器人的机械结构,对越障姿态进行了规划,并对自撑起和越障过程中的摆臂机构进行了动力学建模,得到了摆臂电机输出转矩与机身倾角和摆臂转角的关系,为摆臂电机选型提供了理论依据,进一步提高了巡检机器人的环境适应能力。     

煤矿环境探测机器人混合动力电源研究

为了使煤矿探测机器人具有更好的越障能力,针对普通动力电池难以提供机器人所需大电流放电的情况,结合动力电池和超级电容的特性,设计了动力电池和超级电容组成的混合电源。通过机器人模型进行运动学仿真得出使机器人爬上不同角度的坡道所需的最大电流,而以普通动力电池和混合电源的电流输出能力分别能使机器人爬上的最大坡度为30°和37°,并通过机器人爬坡试验获得了机器人实际最大爬坡角度,与仿真结果一致。表明混合电源能够提高机器人的越障能力。