巡检机器人行走夹持机构夹持力计算

由于重力影响使得机器人车体水平姿态发生倾斜，通过质心调节，可以保证车体水平，但由于控制系统存在误差，使得质心不可能正好落在单轮支撑点上，导致机器人车体在单轮悬挂时出现晃动。为此，提出了一种新的机器人行走夹持机构，这种机构采用轮爪复合，便于行走和越障。在分析了机器人车体发生晃动的原因之后，给出了夹持力计算公式，并对夹持机构抑制车体晃动的夹持力进行了计算，为夹紧电机的选取提供了理论依据。     

巡检机器人行走夹持机构夹持力计算

由于重力影响使得机器人车体水平姿态发生倾斜,通过质心调节,可以保证车体水平,但由于控制系统存在误差,使得质心不可能正好落在单轮支撑点上,导致机器人车体在单轮悬挂时出现晃动.为此,提出了一种新的机器人行走夹持机构,这种机构采用轮爪复合,便于行走和越障.在分析了机器人车体发生晃动的原因之后,给出了夹持力计算公式,并对夹持机构抑制车体晃动的夹持力进行了计算,为夹紧电机的选取提供了理论依据.     

基于输电线路行走越障任务的巡检机器人机构设计

针对超高压输电线路巡检机器人在线路巡检中行走越障的任务需求,在分析超高压线路障碍类型的前提下,提出了一种新型的适用于线路障碍类型多且角度大的巡检机器人行走及越障机构。介绍了变距越障机构和恒力矩夹持机构的构型及结构特点,根据输电线路障碍物尺寸变化的情况,分析了双臂变距越障机构对障碍物长度尺寸变化的适应性,在分析了机器人爬坡能力的基础上设计的恒力矩夹持机构,提高了机器人的爬坡性能。最后,通过现场实验验证了该行走及越障机构设计的可行性和有效性。     

输电线巡检机器人行走动力特性与位姿分析

根据跨越超高压输电线路障碍物的类型,提出一种新的双臂自主越障巡检机器人机构。该机器人采用复合轮爪机构在架空地线上连续行走并跨越障碍。由于架空地线呈悬链线状,机器人在连续行走过程中会出现上坡和下坡,对行走动力特性的影响非常明显。在上坡时行走电动机提供驱动力矩,在下坡时行走电动机提供制动力矩,以保持匀速巡线。详细分析了机器人在架空地线上行走时所处的加速、匀速、减速和停止的各个状态,驱动机器人所需的驱动力矩以及它们与机构参数之间的关系,并应用优化方法给出各个状态电动机驱动力矩最小时,机器人机构参数对应的最优解,为巡检机器人的设计和控制系统方案的确定提供了理论依据。     

跨越式巡检机器人的自主越障方法研究

分析了跨越式巡线机器人跨越通过悬垂线夹等障碍物的动作序列,指出限制其自主性的关键动作。在该动作过程中提出了一种越障简化模型,并利用该模型计算出越障过程中障碍物与机械臂之间的实时距离。然后制定出始终保持安全距离的自主跨越越障控制方案,并且分析在控制过程中机械臂上脆弱部件的受力,将其作为不同控制参数选取下的评判依据。最后选择不同的控制参数,分别在模拟高压输电线路上进行实验,并且对比分析其受力和消耗时间。     

一种气动机械手夹持机构的设计

气动机械手的夹持机构要完成相对物料的夹紧、松开，伸出、缩回等运动，需要两个气缸组合完成，本文通过机构的改进设计，利用一个气缸完成机械手的夹持运动。对改进通用机械手的夹持机构有一定的借鉴作用。     

输电线巡检机器人越障机理与试验

分析超高压输电线路架空地线上的障碍物类型以及跨越这些障碍的过程.可以发现,巡检机器人采用双臂交替跨越障碍,越障过程简单.但是由于受巡检机器人自身重力偏矩的影响和手臂长度尺寸的限制,当单臂悬架在架空地线上时,导致巡检机器人本体倾斜,另一手臂完成脱线和上线任务变得十分困难,有时甚至造成越障失败.为了解决上述问题,提出质量调节的控制方法.该方法通过调节巡检机器人的质心,使巡检机器人的本体保持水平状态.为了验证质量调节控制方法的正确性,采用Lagrange方法建立巡检机器人动力学模型,通过仿真试验、实验室模拟实际架空地线试验以及超高压实际现场试验说明了提出方法的可行性.     

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.     

高压线巡检机器人越障机构设计

机器人在线行走时需要跨越各种障碍物。文中设计了一种由曲柄滑块机构、摆动导杆机构和槽轮机构组成的越障机构,并阐述了其越障原理。该机构能针对不同的障碍物采取不同的跨越方式完成越障,越障动作简单高效,单自由度控制容易。为高压巡检机器人越障机构的选型提供了一种新的选择。     

一种连杆式夹持机构的对称性优化

介绍一种连杆式夹持机构的原理,提出机构的对称性优化问题。在建立机构数学模型的基础上,确定优化的目标函数、自变量及约束条件,并运用Matlab优化工具箱求解。对比并分析优化前后的结果,利用虚拟样机技术进行了优化结果的验证,优化效果明显,能够满足夹持机构的功能要求。     

具有越障和避障功能的小型移动机器人设计

针对在复杂环境下对移动机器人的运动要求,采用行星轮传动机构设计一种具有越障和避障功能的移动机器人,对越障和避障过程进行性能分析,确定机器人的最大越障高度和最大转向半径。     

新型四足步行机器人的腿机构设计

结合腿部机构的典型姿态,规划了四足机器人的合理步态。依据设计参数,运用三维模型软件UG建立了四足机器人的三维实体模型,导入ADAMS中添加约束和动力,进行运动仿真。仿真试验结果表明机构运动中腿部所受冲击力过大,因此进行机构方案改进,重新设计了小腿机构。改进的机构试验表明,四足机器人的腿部受力明显得到了改善,从而机构的设计得到了优化。     

超高压线巡检机器人移动越障机构综述

介绍了国内外超高压输电线路巡检机器人的研究现状,分析了几种典型的巡检机器人传动原理、机械结构的特点,详细探讨了巡检机器人移动、越障的运动机理和机构形式。最后总结了巡检机器人移动越障机构的难点,展望了巡检机器人的发展趋势。     

Kinematics and dynamics analysis of a quadruped walking robot with parallel leg mechanism

It is desired to require a walking robot for the elderly and the disabled to have large capacity,high stiffness,stability,etc.However,the existing walking robots cannot achieve these requirements because of the weight-payload ratio and simple function.Therefore,Improvement of enhancing capacity and functions of the walking robot is an important research issue.According to walking requirements and combining modularization and reconfigurable ideas,a quadruped/biped reconfigurable walking robot with parallel leg mechanism is proposed.The proposed robot can be used for both a biped and a quadruped walking robot.The kinematics and performance analysis of a 3-UPU parallel mechanism which is the basic leg mechanism of a quadruped walking robot are conducted and the structural parameters are optimized.The results show that performance of the walking robot is optimal when the circumradius R,r of the upper and lower platform of leg mechanism are 161.7 mm,57.7 mm,respectively.Based on the optimal results,the kinematics and dynamics of the quadruped walking robot in the static walking mode are derived with the application of parallel mechanism and influence coefficient theory,and the optimal coordination distribution of the dynamic load for the quadruped walking robot with over-determinate inputs is analyzed,which solves dynamic load coupling caused by the branches’ constraint of the robot in the walk process.Besides laying a theoretical foundation for development of the prototype,the kinematics and dynamics studies on the quadruped walking robot also boost the theoretical research of the quadruped walking and the practical applications of parallel mechanism.     

挂轨巡检机器人绳索式剪叉升降机构的设计研究

针对目前挂轨巡检机器人升降机构的特点和不足,从运动稳定性和展开性能出发,设计了一种绳索式剪叉升降机构。对比分析了剪叉升降机构不同驱动方式的优、缺点,给出了剪叉升降机构具体的结构设计方案,对所设计的剪叉升降机构进行了运动学仿真分析,验证了方案的可行性。试制样机试验结果证明所设计的剪叉升降机构运动平稳,展开性能优异,能够满足巡检机器人的工作需求。     

基于足关节轨迹的步行机器人行走机构型式综合

给出了两种足关节运动轨迹。探讨了步行机器人行走机构应具有的特性。提出了三种可以作为行走机构的平面闭链机构,通过建立机构的数学模型,完成了机构的运动分析井给出了分析结果,利用计算机仿真技术模拟机构运动。结果表明这三种行走机构具有良好的运动和动力特性。     

一种用于多足步行机器人步态控制的CPG模型

基于对生物节律性周期运动的CPG控制的概念,采用Lakshmanan和Murali的双变量简化Hodgkin-Huxley振荡神经元模型作为CPG的振子。对该模型进行了不动点及稳定性分析和分岔分析,指出了其二次Hopf分岔特性和振荡条件。在此基础上,建立了一种用于八足步行机器人步态控制的CPG模型。通过分阶段遗传算法,分别针对几种步态进行了参数优化,通过仿真验证了所提出的CPG模型的可行性。     

下肢康复助行机构本体设计及运动学分析

康复机器人是目前研究的热点方向之一,这里针对人体下肢关节的五自由度模型,设计了下肢康复助行机构,并应用ADAMS对其进行了位移、速度、加速度特性仿真分析,为实际的医疗康复及机构的智能控制提供了重要数据。     

助行训练机器人骨盆位姿控制机构研究

通过对正常人骨盆运动规律分析,提出了一种人行走时骨盆运动的控制机构.用闭环矢量法进行了正逆运动学分析,并在Matlab/Simulink,SimMechanics环境下进行了仿真分析.运用Pto/E设计了助行机器人移动平台虚拟样机,进行了助行训练动态仿真,验证了助行训练机构对骨盆运动控制的可行性.为助行康复训练机器人的人体重心运动控制提供了一种有效方法,对康复机器人进一步研究具有一定的参考价值.     

Landing control method of a lightweight four-legged landing and walking robot

The prober with an immovable lander and a movable rover is commonly used to explore the Moon’s surface. The rover can complete the detection on relatively flat terrain of the lunar surface well, but its detection efficiency on deep craters and mountains is relatively low due to the difficulties of reaching such places. A lightweight four-legged landing and walking robot called “FLLWR” is designed in this study. It can take off and land repeatedly between any two sites wherever on deep craters, mountains or other challenging landforms that are difficult to reach by direct ground movement. The robot integrates the functions of a lander and a rover, including folding, deploying, repetitive landing, and walking. A landing control method via compliance control is proposed to solve the critical problem of impact energy dissipation to realize buffer landing. Repetitive landing experiments on a five-degree-of-freedom lunar gravity testing platform are performed. Under the landing conditions with a vertical velocity of 2.1 m/s and a loading weight of 140 kg, the torque safety margin is 10.3% and 16.7%, and the height safety margin is 36.4% and 50.1% for the cases with or without an additional horizontal disturbance velocity of 0.4 m/s, respectively. The study provides a novel insight into the next-generation lunar exploration equipment.