管道机器人清淤装置设计与动力特性研究

为疏通城市排污管道,设计一种新型管道清淤机器人,为证明其清淤作业的稳定性和可行性,对清淤装置进行了动力学特性研究。建立该管道机器人三维模型,对其清淤装置进行原理分析; 对清淤盘模型进行运动学建模与仿真,并将MATLAB运动仿真曲线与ADAMS运动仿真曲线进行拟合,验证运动方程的正确性; 建立清淤盘动力学数学模型,并基于ADAMS 软件进行仿真,研究动力学正、逆问题,得到扇形盘的运动曲线和受力曲线。结果表明,运动方式和运动规律满足清淤方式为刮削—搅拌—过滤—推进—四位一体的清淤作业要求,动态性能稳定。     

污水管道清淤装置的设计与研究

针对污水管道经常会发生淤堵,管道内情况复杂,存在着易燃易爆或者有毒的气体,并且小管径的污水管道无法人工清淤的问题,提出设计污水管道清淤装置对小管径的污水管道进行清淤工作,并从动力提供方案、行进方式方案、排淤方案和控制系统方案等方面对清淤装置的设计进行分析.     

基于流固耦合的管道机器人清淤装置外载荷参数优化

为验证管道机器人清淤装置的清淤能力,应用流固耦合和参数优化的方法,在刚度和强度约束条件下,对结构的许用载荷进行分析。建立管道机器人模型并进行简化,导入到ANSYS中并划分六面体网格,首先将模型进行流固耦合下的强度仿真,验证了流体对清淤装置的强度影响很小; 然后进入结构分析模块,应用参数优化的方法,以刮刀端部锥面受到轴向和切向外载荷为目标函数,以应力与应变为约束条件进行参数设置,对清淤装置的刮刀、扇形盘以及整体进行仿真计算; 得到目标函数与约束条件的关系曲线、轴向与切向可行域曲线。研究结果表明,流体对结构的强度影响极小; 轴向力许用范围0～5 000 N,切向力许用范围0～3 500 N,外载荷的可行域为研究清淤装置的清淤能力,以及过载保护系统具有指导性意义。     

牵引式排水管道清淤机器人的研究

研究了一种新型排水管道清淤机器人,对其组成及工作原理做了论述,以及对基于PLC的软、硬件控制做了详细介绍。用钢丝绳牵引装置带动清淤车体连同清淤斗完成有载清淤作业,保证清淤作业有足够的牵引力。通过清淤机器人本体自带动力源带动清淤斗在管道内部空载运动,代替了传统清淤机器人沉重的有缆作业。通过监控系统适时监控管道内部清淤作业状况,采用无线通讯方式传输数据,根据作业要求完成对清淤动作的控制。     

管道机器人液压行走装置

管道机器人是在铺设好的管道内能够行走的一种机械装置;重点阐述了管道机器人行走装置的液压传动系统.     

基于模糊ＰＩ的管道清淤机器人控制系统研究

为了精确控制一款新型管道清淤机器人的运动状态,保证该机器人能在管道的恶劣环境中稳定工作,设计了整机的运动控制系统并对轮式行走单元的驱动系统进行模糊 ＰＩ算法研究;然后在３组行走单元的控制系统之间设计了速度补偿器,使它们具有耦合关系,以保证３组行走单元的同步性。利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对以上控制方法进行了模拟仿真和实验。实验结果表明,基于模糊 ＰＩ算法的控制系统可实现对机器人运行状态的精确控制,令该系统具有良好的可控性和抗干扰性;通过速度补偿器建立３组行走单元之间的耦合关系,实现了它们的同步协调运转,并增强了该机器人的运动平稳性,能够满足清淤机器人的设计要求。     

浅析排水管道清淤作业机器人结构方案创新设计

城市下水道清淤作业任务繁重,处理不当还会影响城市的基本功能运转。但受限于技术影响,现阶段,大多数城市都很难直接对下水管道结构进行优化,所以就需要耗费大量人工资源在下水道清洁任务中。但城市下水道结构复杂,人工作业作用十分有限,所以部分地区也开始使用清淤机器人来替代人工作业。但是,从结果上来看,清淤机器人的效果并不能达到预期。因此,本文对管道清淤作业机器人结构进行了分析,并根据城市的基础排淤需求优化了机器人的结构设计路线。     

细小管道机器人爬行驱动装置

采用形状记忆合金弹簧作为驱动源,设计了一种能应用于内径30 mm以内非磁性金属管道中移动的微型管道机器人爬行驱动装置,该装置为微细管道机器人的爬行驱动装置提供了一种新的设计思路.该装置具有可避障、可控制其步长、机构较灵活的特点.     

矩形检查口市政管道清淤装置的设计

针对城市排水管道清淤的现状和存在的问题,提出了矩形检查口的设计理念和挖泥泥斗的清淤方法,设计了一种新型的城市排水管道清淤设备。介绍了设备的结构组成和运动原理,该设备使用方便,自动化程度高,清淤效果理想,为国内自主研发此类设备提供了参考。     

机器人力控制系统稳定性分析及振动抑制

利用Ｌａｇｒａｎｇｅ动力学方程对普通机器人和ＭＡＣＲＯ／ＭＩＣＲＯ组合式机器人两种力控制系统的稳定性进行了分析，分析表明后者更稳定。由于ＭＡＣＲＯ机器人结构动态和力传感器动态的影响，组合式机器人在高频时存在着共振与反共振，为了提高系统的高频性能，提出了一种优化粘性阻尼系数的方法，结果表明，当驱动力为０．５Ｎ时，采用此方法可以使机器人与环境的接触力的变化范围由０．１９～１．１２Ｎ减小为０．４４～０．５０Ｎ。     

绝缘子检测机器人振动阻尼比计算新方法研究

架空输电线路绝缘子检测机器人工作于绝缘子串上,工作过程中受工作环境和本身关节动作影响,机器人的机体会发生振动。基于质心算法的阻尼比计算方法主要思路:分析信号质心与振动阻尼比的联系,确定质心与阻尼比的函数关系。信号质心获取方法简单,且受外界影响小,因此绝缘子检测机器人阻尼比计算新方法能够快速、准确估算出机器人振动的阻尼比,为改善机器人的工作振动状态提供依据。提出的估算阻尼比的方法物理概念清晰、简单,便于实现。仿真计算和实测试验结果表明该方法快速、有效。     

油气管道检测机器人样机设计与仿真分析

为提高石油炼化厂管道检修的自动化程度,降低劳动强度和成本,设计了一种工作于内径为(500～600)mm油气管道的检测机器人.提出了利用电动顶杆与压缩弹簧实现主、被动结合的新型变径方式,制作了实验样机,利用WiFi、MEMS陀螺仪及码盘实现管内无线通讯和定位.利用SolidWorks软件完成样机结构三维建模,并在ADAM...     

斗提式散粮卸船机提升装置振动特性研究

斗提式散粮卸船机是一种新型的散粮卸船机,提升装置由斗提机和螺旋喂料器组成.考虑到卸船用斗提机的悬臂工作状态,与传统斗提机的安装方式不同,同时会受风浪等因素的影响,针对提升装置的弯曲振动进行理论研究.计算得出提升段横截面对于形心轴的惯性矩和悬臂梁的等效弯曲刚度.建立提升装置竖直悬臂梁模型,利用微元法建立提升段弯曲振动的动...     

三平移多维减振装置动力学及振动特性分析

三平移多维减振装置在工程中具有广泛的应用基础.设计了以3-PRRP(4r)三平移并联机构为主体的多维减振平台,推导了机构的位置逆解的解析式,采用拉格朗日方程建立系统的动力学模型;通过建模仿真方法,分析了系统的力学参数对其振动特性的影响及脉冲激励下系统的减振效果.结果表明,该减振装置具有明显的三维减振作用,可广泛应用于多...     

基于ADAMS的并联机器人动力学仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了一种并联机构的虚拟样机模型。对并联机器人进行动力学分析,为并联机器人系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。     

油罐清洗机器人自激脉冲装置的动力学仿真

油罐清洗机器人是机械化清灌的重要而有效的工具,自激脉冲装置是清洗机器人的一种机械手臂式喷射清洗装置。基于虚拟样机技术,首先利用SolidWorks软件完成了油罐清洗机器人自激脉冲装置的三维实体建模;然后利用SolidWorks自带功能插件对该装置进行了干涉检查,验证了零部件装配设计的合理性,并进行了0°角和120°角极限工作位置的有限元受力分析,验证了设计选材和工作过程的可靠性;最后将三维实体模型导入ADAMS中,建立了动力学仿真模型,进行了三维可视化动力学仿真分析,获得了其运动学和动力学特性,验证了装置作业过程的稳定性。     

高速列车驱动装置振动环境模拟台的设计分析

为模拟高速列车驱动装置的多轴随机振动环境,提出一种能沉浮、侧滚、横摆三自由度振动模拟的三自由度电液振动环境模拟台的设计方案.通过建立振动环境模拟台运动学反解模型,并基于adams软件建立动力学仿真模型,对振动环境模拟台的附加运动及逆向动力学进行分析,最后根据振动环境模拟台的无阻尼动力学方程对系统不同姿态下的固有频率进行分析。分析结果表明:该振动环境模拟台运动精度和固有频率能够满足试验要求,为各作动器选型、拉杆及振动梁优化设计提供依据。     

下肢康复训练机器人髋关节机构的振动分析

对研发的康复训练机器人髋关节机构进行了建模分析,探讨机构的振动特性,对后续设置相关机构的工作频率和和对振动主动控制提供了理论依据。方法以康复机器人对患者进行被动节律性训练为工作状态,建立振动力学模型和动力学方程,对康复机器人髋关节机构的运动特点和振动性能进行理论分析,通过仿真曲线展示了幅值和相位差的变化特点。结果康复训练机器人髋关节机构的固有频率与接触部件的等效质量等参数有关。当阻尼大于特定值时,训练机构位移振幅随着工作频率上升而下降,不会发生共振;当阻尼小于特定值时,训练机构位移振幅随着工作频率增加先上升后下降,存在共振现象,阻尼的存在将显著降低位移振幅。结论在小阻尼情况下髋关节机构才会发生共振,当要利用机器人髋关节机构的振动进行振动康复治疗时,应该尽量降低阻尼,并使得工作频率接近固有频率,反之则要增大阻尼和远离固有频率。由于阻尼的存在,训练机构的运动与电推杆滑块的运动存在相位差。