输电线路巡线机器人机械结构设计分析

针对为了满足500 kV高压输电线路巡检作业要求,提出了一种新型的巡线机器人结构设计方案。该机器人采用对称式机械结构,由两个完全相同的吊臂组成,再加上中间主梁加两个转动关节连接起来,从而研制了巡线机器人样机,并着重阐述了行走单元、开合单元、压紧单元、旋转单元等四大功能单元。在室外搭建了一个1∶1的比例模拟500 kV输电线路及其障碍物的环境,样机在此环境下,完成了行走和越障实验,验证了机器人结构设计的合理性,越障功能的快速性和稳定性。     

一种巡线机器人的机械结构设计及运动学分析

高压输电线路沿线地理环境复杂、线路长,经常穿越山河湖泊与密林,使得巡检难度大,耗费成本高.因此,针对110kV高压输电线路,设计了一种轻量化双臂巡线机器人,通过减少机器人整体自由度,减轻机器人自重,降低控制难度,从而使其更加稳定与节能.同时提出一种自主越障方式,能够跨越110kV输电线路上防振锤、跳线等障碍物.通过运用...     

质心调节式巡线机器人机械本体的结构设计

依据高压输电线路特点及巡检要求,设计了一种质心可调节的巡线机器人机械本体的结构,满足在线行走和跨越简单障碍的性能,具有一定的爬坡能力。运用CAD和UG软件对巡线机器人进行二维图纸绘制和三维建模工作,经过反复的结构优化,最终完成了巡线机器人的机械本体结构的设计。     

巡线机器人机械本体结构设计与基于SolidWorks的虚拟仿真

通过研究国内外架空电力线路巡线机器人的研究现状,分析了巡线机器人的本体结构特点及存在的问题,探讨了巡线机器人机构、跨越障碍等关键技术.在设计出巡线机器人整体方案的前提之下,在SolidWorks平台上进行了零件图、子装配图、总装图的仿真设计与装配.     

基于有限元法的电力巡线机器人机械结构动态特性分析

电力巡线机器人往往工作在距地数十米的高空,经常承受随机性的风载荷,其机械结构的动态特性对其动态响应影响较大。以某轮飞式电力巡线机器人为研究对象,利用有限元软件,对其动态特性进行分析,通过分析获取结构的固有频率、振型等动态特性参数。分析结果表明:该机器人机械结构在约束状态下的前6阶固有频率分别为:4961.1 Hz、19722 Hz、29702 Hz、94488 Hz、121190 Hz、161450 Hz,各阶模态振型表现为:第1、5、6阶为结构绕Z轴的摆动振型,第2阶为结构绕Y轴的摆动振型,第3、4阶为结构绕X轴的摆动振型,其中第4、6阶模态对结构动态特性的影响最大。分析结果为该机器人机械结构的动态优化提供了理论基础。     

高压输电线路巡线作业机器人的动力学建模

分析了高压输电线路巡线作业机器人的结构特征,用Lagrange方法建立了多刚体系统动力学模型。基于此动力学模型,对一种典型工况进行了动力学正问题仿真,验证了该模型的正确性。     

基于SolidWorks的巡线机器人机械本体设计及越障运动仿真

巡线机器人对高压架空输电线路的检测与修复是一种安全,可靠,高效的检测方式.机器人的机械本体结构是整个系统的基础,也是目前主要的技术障碍之一.首先介绍了巡线机器人机械本体的设计要求和关键技术,然后详细描述了基于SolidWorks软件平台设计的一种带有轮式爬行驱动及夹紧装置,过障碍物时可仿人攀援的多关节新型巡线机器人.最后,针对这款机器人运用Solidworks COSMOS Motion动力学插件进行运动仿真,通过跨越高压电力线的常见障碍物来验证该设计方案的可行性.     

新型巡线机器人的运动学算法分析

新型巡线机器人单体具有3个转动关节,适用于110kV高压输电线路巡检工作.用常规解法和D-H法分别推导了该机器人的正运动学方程.两种算法推导出的结果实质是一致的.     

巡线机器人运动学模型的建立及正逆解的求取

分析适用于水平两分裂导线的巡线机器人的结构特点,用D-H方法建立了巡线机器人的运动学模型,求得了运动学方程,研究了巡线机器人运动学正逆解的算法。     

高压输电线巡线机器人多电磁传感器的信号处理

通过实验对高压输电线路电磁场的分布进行分析,对电磁传感器的信号噪声进行分析,研究多电磁传感器信号的接入方法,并根据此方法设计了信号处理电路.现场和实验室实验表明,采用此种信号接入和处理电路得到的信号稳定,信噪比高,完全满足巡线机器人的要求.     

缆索爬行机器人结构设计与动力学仿真

以实现缆索无损检测为目的,提出了一种用于携带缆索检测仪器的新型缆索爬行机器人的本体结构方案。机器人整体采用框架式的结构,其最主要的特点是实现了机器人爬行状态下调节抱缆力的功能。建立了抱缆力调整装置的数学模型。在AD.AMS中进行了动力学仿真分析,得到了机器人的动力学特种曲线。     

液压技术在缆索机器人中的应用

研制高速度、大负荷的爬缆机构，是实现斜拉桥缆索维护作业机器人化的关键，对于桥梁安全、美观具有重要意义。针对不同的工况，研制了液压调节装置的缆索机器人方便施工中的装卸、保障施工对缆索不同直径的要求。经过在上海徐浦大桥、南浦大桥上进行了现场试验，结果表明使用具有液压技术的缆索机器人在斜拉索桥上实现安全高效的爬升作业。     

一种蠕动式缆索机器人的结构与分析

设计一种蠕动式缆索机器人,介绍了机器人的机械结构、运动方式。建立夹紧部分的力学模型,并对其进行力学分析,确定夹紧机构自锁的条件,确定了驱动力的计算方法,为步进电机的选择奠定基础。     

修边机器人的夹紧机构优化设计及运动分析

针对修边机器人夹紧机构的优化设计开展研究。通过分析夹紧机构的机构组成原理,建立了以夹紧机构工作半径最大化为优化目标,以各转动副位置、支撑底座质量、极限位置、工作半径范围、压杆运动稳定性和驱动杆推程为约束条件的机构优化设计数学模型。模型验证实验中,以夹持直径d=40cm的圆形塑料制品为例,得到了压杆位移、压杆与驱动杆速率比随驱动杆位移变化的曲线,并对驱动杆的运动速度曲线进行了规划。仿真结果显示,优化及运动分析结果满足设计要求,从而为修边机器人的优化设计与自动控制提供了设计参考。     

轮履变结构反恐机器人设计及运动学分析

针对轮履复合式反恐机器人轮和履带分开设计,结构不紧凑的问题,提出一种轮履变结构反恐机器人新型机构设计。轮式移动和履带式移动可相互转变,使机器人具有机构可重构的特点,从而使机器人体积减小,结构更加紧凑,既能采用轮式方式快速移动,又能采用履带方式进行越障。通过对机器人进行运动学分析和在RecurDyn软件中进行越障仿真研究,验证了机器人的越障性能,同时为后续机器人实验研究提供了理论依据。     

缆索Ⅰ号机器人样机爬升机构的分析及试验

高空缆索的有效维护一直是困扰斜拉桥管理者的问题。提出了采用缆索维护机器人来实现对缆索的自动维护。通过不同爬升机构模型的分析及试验,研制了适于螺旋六棱柱缆索爬升的缆索Ⅰ号机器人样机,解决了机器人在任意倾斜度缆索上爬升的难题,为特种机器人在极限环境中的应用开辟了新的领域。     

四连杆爬楼梯机器人的改进和优化

针对非结构环境楼梯对机器人的移动要求,提出了。一种四连杆爬楼梯机器人;介绍了机器人结构特点,建立了机器人三维模型。应用虚拟样机软件ADAMS对四连杆爬楼梯机器人进行了越障和差速转弯仿真,分析了其越障构态的变化特点,并根据输出仿真特性曲线对机器人进行了改进和优化,实物试验,验证了改进和优化方法的正确性,     

一般6R机器人的位置反解与运动仿真

在建立D—H矩阵空间位移封闭方程的基础上，结合理论分析找出10个运动学方程，通过结式消元得到没有增根也无漏根的一元十六次方程。反解结果在机器人的运动仿真中加以验证，为进一步应用创造了条件。仿真过程采用OpenGL进行三维实体造型，通过文件传输及数据交互实时显示机器人的运动情况，使使用者直观了解机器人在整个运动过程中的位姿，为进一步进行轨迹规划和误差补偿的研究与验证等问题提供了良好的平台。程序中采用尺寸链驱动，使机器人的结构尺寸可变，从而使其应用范围进一步扩大，尤其适用于模块化机器人。     

关节式履带机器人爬楼梯动态稳定性分析

针对关节式履带机器人攀爬楼梯的动态稳定性问题,提出一种关节式履带机器人与楼梯台阶一点、两点或多点接触的动态稳定性准则判别方法。通过对机器人攀爬楼梯障碍过程的分析,考虑机器人的动作规划、质心惯性力、驱动轮和摆臂轮的惯性力矩、履带棱对楼梯接触作用的影响,建立越障关键姿态的动力学方程。基于机器人爬楼梯的不滑移充分必要条件,结合机器人坐标系中等效牵引力与等效支撑力的比值和履带与楼梯静摩擦因数之间的关系,得到在攀爬楼梯过程中机器人与楼梯台阶一点、两点、三点接触作用的动态稳定性判别准则,结果表明在爬楼梯过程中机器人与楼梯台阶两点、三点接触时易处于不稳定状态,数值仿真结果验证了该方法的有效性,为关节式履带机器人的动态稳定性判断提供理论依据。     

基于STM32的爬墙机器人的设计

为了实现搭载各种轻质量设备进行垂直墙面和水平墙面作业,设计了一种以STM32单片机为控制核心、使用真空吸附原理的多足爬墙机器人。采用UG建模的方法进行机械结构的设计,通过样机实验的方法研究机械结构和控制系统存在的问题,研发出了适合常规工业用的爬墙机器人。