智能破拆机器人关键技术综述

智能破拆机器人作为破拆行业的主要工具正发挥着不可估量的作用。与传统破拆方式相比,采用机器人破拆具有更安全、更高效、低能耗和低成本等优点。目前国内外对智能破拆机器人的研究已取得了阶段性成果,为了给今后智能破拆机器人的研究提供一个统一的研究框架,对智能破拆机器人现有研究成果进行了系统分析和深入总结。回顾国内外智能破拆机器人的研究与应用现状,详细探讨了破拆机器人在复杂工作环境中完成破拆任务所要满足的设计需求、复杂路面条件下智能破拆机器人的行走越障及转向技术、高效破拆机构的研制、智能破拆机器人液压系统的智能柔顺化控制、远距离通信监控与遥控操作以及特殊工作环境下破拆机器人的特殊保护机制等关键技术问题。最后结合破拆机器人更加智能化的发展需求,给出智能破拆机器人下一阶段研究方向的建议。     

基于ADAMS的超高压水射流破拆机器人机械臂仿真研究

超高压水射流破拆机器人已成为了混凝土水力破拆工具的主要载体。以超高压水射流破拆机器人样机为研究对象,利用Solid Works建立该样机三维模型;采用虚拟样机技术在ADAMS中对其机械臂进行不同工作环境下的模拟仿真分析,通过对该机械臂的ADAMS模型设置不同的部件材料参数和关节驱动函数,调整环境参数并模拟破拆过程,得到破拆机器人机械臂各运动部件的主要运动参数以及部分关键点的受力状况,提出了破拆机器人结构优化的理论依据,对提高破拆机器人的工作稳定性促进机器人的优化创新具有一定实际意义。     

防爆消防特种机器人研发及应用

针对易燃、易爆、有毒等高危火灾现场的灭火救援,研制了一种新型的、具有防爆功能的消防灭火机器人装置,详细介绍了防爆消防特种机器人的组成结构和实现方法,阐述了其功能特点。实际应用表明,该机器人功能全面、性能稳定、实用性强,可在消防灭火中发挥重要作用。     

防爆消防特种机器人研发及应用

针对易燃、易爆、有毒等高危火灾现场的灭火救援,研制了一种新型的、具有防爆功能的消防灭火机器人装置,详细介绍了防爆消防特种机器人的组成结构和实现方法,阐述了其功能特点。实际应用表明,该机器人功能全面、性能稳定、实用性强,可在消防灭火中发挥重要作用。     

超高压水射流破拆机器人喷枪结构设计

我国是水泥混凝土的产销大国,许多早期的混凝土建筑需要进行破碎和修复,而采用传统机械破碎方式不仅效率低下,易造成环境污染和材料浪费。采用移动机器人平台搭载超高压水射流喷枪,可以在多种环境下对混凝土建筑物进行破碎拆除而不损伤内部结构以及周边混凝土材料性能,优势明显。通过对国内外超高压水射流破拆机器人进行研究,设计了破拆机器人机械臂架机械臂架,优化了破拆机器人机械臂架结构关键参数。     

基于代理模型的破拆机器人臂架结构优化设计

臂架结构是破拆机器人重要的工作装置,为提高破拆机器人臂架结构的性能,综合考虑整个臂架结构的静态特性以及动态特性指标,对其进行多目标优化。首先,确定了臂架结构最危险的工作姿态,并对其进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析;其次,建立了臂架结构总质量、最大等效应力、最大变形及臂架端部Y向最大频率-位移响应的代理模型;最后,使用NSGA-Ⅱ算法对建立的代理模型进行了多目标优化。优化结果表明,在臂架结构总质量不变的情况下,臂架结构的静强度、静刚度及动刚度均得到了改善,破拆机器人臂架结构的综合性能得到了提高。     

探究消防灭火机器人及配套装备技术

消防灭火作为高危特种行业，存在较高安全风险，容易导致救援人员陷入生存困境。加强消防灭火机器人及配套装备研究，根据机器人深入火灾现场探测和灭火的设计要求，从行走机构和控制机构两方面对机器人本体结构展开分析，并加强导航、探测和灭火等配套装备技术研究，设计出灵活移动和精准灭火的消防机器人，有效代替消防人员开展灭火救援工作，避免消防人员伤亡的同时，提高消防部门的灭火作战能力。     

消防灭火侦察机器人的研制与应用

针对火灾、爆炸等事故灭火救援中消防人员遇到的生命安全问题,研制了一种实用的、可以代替消防人员进入火灾现场,进行灭火的消防灭火侦察机器人装置,介绍了消防灭火侦察机器人的组成和功能,论述了机器人减震系统和双层水幕自喷淋降温装置的设计方法和工作原理。最后介绍了控制系统的软件设计思想。实际应用表明,该机器人功能全面、性能稳定、实用性强,在消防灭火中可发挥重要作用。     

超高压水射流破拆机器人机械臂架的仿真研究

超高压水射流破拆机器人应用含有沙粒的超高压水作为工作介质,对混凝土建筑进行破拆。破拆过程中其机械臂架需要承受较大的反作用力,其破拆过程是一个动力学的研究过程,通过应用Solidworks三维软件建立实体模型,应用ADAMS软件对机械臂架进行仿真研究,对仿真平台接口进行相关设置,模拟实际破拆动作,获得机械臂架的系统数据以及虚拟样机动作参数,并为进一步优化超高压水射流破拆机器人机械臂架的机械结构提供参数依据。     

地震救援中安全破拆方法的应用探讨

地震的发生,不仅给我国的人民财产造成严重威胁,同时也危害到我国人民的生命健康安全。因此,一旦地震发生,需要相关消防部门及早开始地震救援。在开展地震救援工作过程中,安全破拆方法是地震救援的一项重要内容,要求相关人员能够掌握相应的破拆装备使用方法,对一些废墟以及障碍物进行安全破拆。因此,本文通过分析了解安全破拆方法的概念,探讨直接安全破拆方法和间接安全破拆方法在地震救援中的应用步骤,分析其重要价值,旨在为相关消防人员提供一定的借鉴参考。     

基于ICP和PLC的移动机器人控制系统设计

介绍ZXPJ01消防机器人的控制系统。该系统采用ICP为上位机、PLC为下位机的双层硬件结构和基于Visual C 的类结构、Windows线程的多任务处理的软件系统。实验证明,系统的可靠性和各项性能指标均满足设计要求。     

一种消防六足机器人及其腿部机构运动学分析

提出了一种六足并联消防机器人,并进行了整机概念设计;经过对2UPS+UP机构进行变异,提出了一种新型三自由度易防护腿部机构;对该腿部机构进行了运动学分析,推导了位置反解方程和速度映射关系,分析了工作空间,绘制了工作空间三维图,揭示了其驱动机构几何参数对该机器人越障能力和行走速度的影响规律,设计了一组合理的几何参数。所提出的六足机器人防护性好,在消防、核电泄漏及地震等救灾场合有很好的应用前景。     

数控气动爬梯子机器人

提出了一种仿生新型气动的爬梯子消防机器人的设计方案。该方案以气动作为动力,采用单片机控制电磁阀调节气路驱动气缸有序运动,用气缸活塞的运动带动连杆机构运动,来实现机器人自动沿梯子上下爬动,配合摄像头、水枪等消防器具使用,实现高空消防救援的目地。具体分析了该机器人的结构原理、气动系统、电路控制系统的设计。它结构简单,制造成本低,性能可靠。使用表明该控制策略可行、响应快速、控制可靠。因而这种仿生机器人在很多领域有着广泛的应用前景。     

A total torque index for dynamic performance evaluation of a radial symmetric six-legged robot

This article focuses on the dynamic index and performance of a radial symmetric six-legged robot. At first the structure of the robot is described in brief and its inverse kinematics is presented. Then the dynamic model is formulated as based on the Lagrange equations. A novel index of total torque is proposed by considering the posture of the supporting legs. The new index can be used to optimize the leg’s structure and operation for consuming minimum power and avoiding unstable postures of the robot. A characterization of the proposed six-legged robot is obtained by a parametric analysis of robot performance through simulation using the presented dynamic model. Main influences are outlined as well as the usefulness of the proposed performance index.     

基于高架四边形结构的越障机器人机构分析和仿真

研究了一种基于高架四边形结构的六轮机器人。机器人结构分为前叉、机体和尾部,前叉及机体两侧采用的能够根据地形被动变形的四边形结构,使得机器人具有较强的被动越障能力。根据越障高度设计的需求,对机器人越障结构进行建模分析,得出机器人越障结构的分析结果。通过ADAMS软件对机器人进行越障性能仿真,获得各轮在运动过程中的动力学参数数据。最后,通过实验,验证了机器人的越障能力。     

混联码垛机器人机构选型设计及最大工作空间分析

随着企业的集团化和生产能力的规模化,对码垛机器人工作能力的要求不断提高,高性能、低成本的码垛机器人将具有广阔的应用市场.针对企业的要求,设计了一种四自由度的混联码垛机器人,即能实现手部空间三维移动及一维转动的混联码垛机器人机构.对机器人的机构选型设计进行了概述,并分析了机器人的最大工作空间,建立了运动学方程,通过推导得...     

废墟狭缝搜救机器人自动送进系统研究

为开发一种能够在废墟狭缝中运动与探测的搜救机器人,使之成为一种面向地震等自然灾害应用的高效救援手段,研究了机器人柔性本体自动送进系统。针对柔性本体在废墟狭缝中的送进难题,提出了"前拉后推"的双驱动方式,采用了两套驱动装置,即安装在本体头部的拉进装置和安装在本体尾部的推进装置,研制了一种可实现柔性本体在狭小空间中自动送进的机械机构和控制系统。经样机试验表明,该系统可较好地实现柔性本体在废墟中的自动送进,并实现预定搜救功能。     

消防机器人抗干扰技术的实现

阐述了消防机器人在研制过程中所遇到的电源,强电磁场等各种因素的干扰,致使消防机器人在运行过程中常常出现死机或运行状态不正常等现象的原因,提出了其抗干扰的原理及有效措施。     

并联机器人的工作空间研究现状

随着并联机器人成为机器人研究的主要研究热点,并联机构学理论的研究正经历着蓬勃发展,并联机器人的运动学、动力学及性能分析等方面的理论不断得到丰富.本文掌握的大量的有关性能分析中的工作空间的文献,对工作空间这一分支的研究现状做了深入分析.     

消防企业迎接入世挑战的对策

本文介绍了作者赴日本考察消防行业 ,学到了日本消防企业的管理经验 ,建立了技术交流关系 ,看到了我们的差距 ,并提出了发展我国消防技术的建议。