变电站巡检机器人结构设计与分析

针对机器代替人在变电站巡检的发展需求,设计一款带云台升降功能的巡检机器人,代替人工对变电站 进行日常巡检。介绍机械结构设计、控制系统搭建,建立机器人运动学和动力学模型,运用Matlab 进行稳定性仿真 分析,将实验得到的各行走电机驱动力矩与仿真得到的各行走电机驱动力矩进行对比。结果表明：该设计模型正确、 样机稳定,可为巡检机器人在执行巡检任务过程中在不同行驶坡度下控制升降杆高度和行驶加速度提供理论依据。     

隧道电缆巡检机器人结构设计及其力学性能分析

为利用机器人代替人工完成隧道电缆巡检,设计一款带云台升降的吊轨式巡检机器人并对其行走过程进 行力学分析。根据隧道内具体环境的要求,确定机器人工作原理与系统构成;对机器人的主要结构模块进行设计, 并搭建机器人传感与控制系统;基于达朗贝尔原理建立机器人行走过程力学模型,通过仿真对其行走过程中的驱动 力变化规律进行分析。仿真结果表明 ：该机器人满足行走速度大于0.8 m/s、爬坡能力大于15°以及转弯半径小于 0.5 m 的性能指标,具备可行性与实用价值。     

室内巡检机器人的定位方法

针对巡检机器人在室内环境进行巡检任务时无法准确到达指定位置的问题,提出一种基于激光雷达和里 程计的分区域定位方法。当机器人工作在定位精度要求不高的非目标区域时,采用激光雷达加里程计的定位算法进 行导航;而当机器人进入包含指定位置的目标区域时,则利用搭载在机器人上的激光测距传感器和已知位置的地标 来推算机器人的当前位姿,并根据机器人的当前误差进行位姿矫正,实现机器人在目标位置的精确定位。实验结果 表明：该定位方法的位置误差＜2 cm,偏转角误差＜1°,满足巡检机器人的定位精度要求,具备可行性和实际价值。     

基于水下管道巡检机器人的优化设计方案

针对传统水下管道巡检机器人设计存在的弊端,设计一款水下巡检机器人。结合前沿技术及水下智能机 器人的发展趋势,通过加载双目摄像头,实现对水下管道小范围的目标精准定位,并配合机械手远程遥控完成管道 表面异物清除及回收。结果表明：该机器人结构合理,功能完善,稳定性与操控性能良好。     

人机共存环境下巡检机器人自主移动与避障方法

为提高人机混杂环境中移动机器人自主巡检效率,提出一种基于模糊逻辑理论的避障方法。通过分析人 类的社会行为规则,结合机器人的运动特性,建立移动机器人系统的数学模型,将人机距离、人的行为模式和人与 机器人间的相对速度参数进行模糊化处理,得出基于模糊推理方法的机器人速度变化决策,利用模糊控制规则,实 现模糊逻辑控制,并通过穿越和相遇2 种运动行为进行了实验验证。仿真结果验证了该方法具有抗干扰性和良好的 避障性能。     

室内移动式浇花机器人

为减少人力资源浪费,降低人工喷洒劳动强度,提高盆栽浇水效率,实现盆栽浇水的智能化,研制一种移动式浇花机器人.其本体有移动平台和作业机构,控制系统采用嵌入式设计,集成线性CCD图像采集传感器、超声波传感器、土壤湿度检测传感器和无线通信模块等,通过巡线的形式实现对盆栽自主浇水,并对移动机器人进行运动学分析,获得运动方程.实验结果表明:该机器人运行稳定,巡线及任务操作时动作准确,能快速到达盆栽旁进行浇水,具有较好的可操作性、实用性,对室内智能化服务型机器人的开发起到了指导意义.     

军事协同巡检路线优化策略

为提高大规模多机器人巡检系统的工作效率,提出了改进的协同蚁群优化算法。该算法为每个巡检机器人设定一个路线优化蚁群,采用共享禁忌表的方式实现不同蚁群之间的信息共享,不同蚁群中的人工蚁采用代价竞争机制进行巡检节点选择,完成路线协同优化。协同蚁群优化算法能够根据巡检节点的分布完成巡检区域的分割与路线优化,提高了巡检区域划分的合理性。仿真实验结果表明,与基于地图分割的优化算法相比,协同蚁群优化算法能够根据巡检任务对巡检区域进行均衡划分,提高了巡检机器人的利用率,减少了整体巡检量,巡检效率得到了显著提升。     

六足机器人爬楼步态与仿真

为提高六足机器人对楼梯障碍物的适应能力,设计一种半圆型腿式的六足机器人。根据机器人的结构特 点,规划了六足机器人爬楼梯中的四足步态。基于步态规划,分析和建立了四足步态的运动学模型。通过对各条腿 的支撑相角度和摆动相角度的调整,用 ADAMS 软件对机器人进行了动态仿真。仿真结果表明：六足机器人结构设 计合理,在四足步态下能实现连续爬楼梯,且机器人的机体质心位移曲线在时间上连续光滑,验证了运动学模型的 有效性。     

六轮月球探测机器人质心域分析及摇臂优化

针对月球探测机器人在崎岖不平的月面上行驶时,其质心位置影响着抗倾翻以及越障等性能,对六轮月球探测机器人质心域分析及摇臂优化.简要分析探测机器人部件,运用坐标转换推导出在任意运动位置时质心域的计算公式,在此基础上对探测机器人进行样例分析,得到质心矢量的模关于摇臂转角的变化曲线,获得两侧摇臂转角与质心矢量的模的变化规律,并对摇臂尺寸进行优化.结果表明:探测机器人的质心域为一平面区域,当l3+l4为定值且l3:l4=2:1时,其车体抗干扰性能最强.     

并联式自动加注机器人运动学标定

为解决并联式自动加注机器人在高精度运动学逆解建模的问题,以并联式自动加注机器人为对象,对其 运动学标定进行研究。采用矢量微分法建立位姿误差模型,对各误差源对动平台末端位姿的影响规律进行分析,寻 找合适的标定位置,并以位姿均方根误差最小为目标函数,使用粒子群算法对神经网络结构进行优化,最后通过仿 真试验对其进行验证。仿真结果表明：该方法能有效提高并联式自动加注机器人的精度,为后续实验应用提供了理 论依据。     

轮足混合式移动机器人转向机构力学特性分析

为适应山地等复杂地形的要求,设计一种适用于轮足混合式移动机器人的新型转向机构。对其进行整体受力分析与关键零部件受力分析,建立理论上的受力分析公式;利用Solidworks Simulation对关键零部件进行静力学仿真分析实验,并将仿真结果与理论分析结果进行比较。结果表明：该转向机构具备可靠性,能解决传统转向机构不能将车轮大幅度抬起的问题。     

基于ADAMS 的某履带式机器人机动性能分析

为研究履带式机器人的机动性能,对某履带式移动机器人进行建模及仿真分析。基于该机器人的三维模型,借助动力学仿真软件ADAMS建立该机器人的机动性能分析模型,在此基础上,对其在平地、斜坡和楼梯等路面行驶时的机动性能进行仿真分析。仿真结果表明:仿真结果与理论计算吻合得较好,证明该方法是可信的,能为该机器人的结构改进和运动控制提供依据。     

未知环境下的消防机器人智能灭火技术

针对机器人代替消防人员进行灭火救援的需求,进行消防机器人自主火源寻找与智能灭火技术的研究。对消防机器人的结构与控制系统进行介绍,明确其在未知环境下自主寻找火源与智能灭火的技术要求;对消防机器人工作环境进行分析,提出技术方案;基于即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)技术实现消防机器人在未知环境中的自主行走与避障,开发适合于机器人自主寻找火源与定向火源的方法与技术,并通过实验进行有效性验证。实验结果表明：该机器人能在未知环境中进行自主行走与越障,其定位精度小于0.4 m,火源识别率大于90%,具有良好的应用前景。     

模糊控制算法在移动机器人中的应用

针对移动机器人运动轨迹的控制问题,提出采用模糊控制算法用于机器人运动轨迹控制的方法。采用光电传感器感知机器人的偏离角,选用Mamdani模型设计了模糊控制器,求得机器人的行走方位及纠偏大小,从而实现准确导航。并应用Matlab对模糊控制器进行仿真。仿真及实际应用结果表明:该控制器能提高机器人寻迹控制的精度,使移动机器人稳定快速地寻白线移动。