双向清洗机器人玻璃幕墙完全遍历路径规划

报道了玻璃幕墙清洗机器人设计与路径规划多采用自上而下单向作业造成作业效率较低的现状,对具有双向作业功能的玻璃幕墙清洗机器人路径规划方法进行了研究。充分利用环境物理信息,提出一种考虑机器人往复主运动方向、集成栅格法与启发式搜索算法并可应用于双向作业玻璃幕墙清洗机器人的完全遍历路径规划方法。最后以一个模拟环境为求解实例,证明了算法的有效性。仿真研究表明,该算法不仅简单有效,而且可明显改善路径规划性能,降低路径重叠率。     

圆锥幕墙清洗机器人系统研制

幕墙清洁机器人的发展潜力被人们广为看好,但目前研究范围主要为平面幕墙,对于曲面幕墙,由于难度大少有成功样机.结合广州白云新机场指挥塔玻璃幕墙的清洗机器人开发,根据指挥塔的结构特点,采用运动分离方法,设计了一种适用于倒圆锥曲面幕墙清洗机器人系统.简要介绍了该机器人机械和控制系统结构.     

用于玻璃幕墙清洗作业的爬壁机器人系统

爬壁机器人是一种极限环境作业机器人 ,它有着极为广泛的应用前景。主要介绍了一种新型用于高楼玻璃幕墙清洗的壁面爬行机器人的本体结构、控制系统以及它的清洗作业系统。     

直立工作面柔索驱动检测机器人的设计研究

为解决电厂锅炉内壁、船体、玻璃幕墙外墙面等大型构件直立面检测维护的工程难题,研制了一种新型的过约束柔索驱动检测机器人。研究了不同的柔索驱动定位机构及构型的差异,并根据工程应用需要,总结了柔索驱动检测机器人所需具备的基本功能,据此选择了功能更易实现的过约束定位机构,然后进行了系统的构型设计和运动机构结构的设计。通过一定的合理简化,建立了系统运动分析模型和运动机构受力模型,根据力矢量及几何闭合条件,得出了柔索运动方程和静力平衡方程,求解出了柔索的运动参数和受力解析解。试制了样机并搭载CCD相机进行了相关的验证试验,实现了柔索驱动检测机器人的基本功能。     

一种轻型玻璃幕墙清洗机器人模型的研究

基于真空吸附原理，该文提出了一种具有新型轻质的玻璃幕墙清洗机器人模型。文中首先简要介绍了该机器人的本体结构，详细分析了其运动功能原理，并对机器人在壁面上工作情况进行了静态受力分析。该机器人重量轻、结构简单，具有较大的应用前景。     

海洋平台导管架清洗机器人步态研究

针对海洋平台导管架结构的复杂性与工作环境的特殊性,研制了一种8自由度的海洋平台导管架清洗机器人,该清洗机器人具有沿导管架空间进行攀爬及定位功能,通过夹持机构携带高压水射流喷枪来实施对导管架的清洗。基于该清洗机器人的构型特征与机器人动力学原理,采用大功率关节分时单步驱动与小功率关节多轴联动相结合的控制策略,进行了机器人在导管架上的运动规划。利用Matlab语言对清洗机器人在导管架上的行走步态进行了仿真,详细分析了机器人在攀爬过程中各关节的扭矩与功率间的变化关系。     

用于玻璃幕墙现场检测的爬壁机器人的研制

介绍了一种用于玻璃幕墙现场安全检测的双腔体负压爬壁机器人．该机器人基于负压吸附原理,能够在玻璃壁面上自由移动并通过检测设备对玻璃进行安全检测。提出了全隐框玻璃幕墙检测方式的总体方案．并详细论述了机器人的机械结构、安全检测方案以及控制系统。通过机器人爬墙实验以及振动检测实验验证了将爬壁机器人用于幕墙玻璃安全性现场检测的合理性。     

新型高楼幕墙清洗机器人的研制及安全性分析

针对目前高层建筑玻璃幕墙引发的清洗问题,研制了一款新型高楼幕墙清洗机器人。首先,采用楼顶辅助机装置、复合清洗方式和真空吸盘吸附方式,设计了一款集移动、清洗和吸附于一体的机械式清洗装置。然后,根据高空清洗过程中存在的不安全因素,着重分析了自然风力产生的吸附安全问题,并进行了相关的数值计算,借助FLUENT软件模拟自然风环境,与经验公式计算结果进行对比,得出了吸盘尺寸的选取方案。最后,通过原型样机试验,进一步说明此机器人清洗高效、安全稳定。     

双向清洗系统研究及其在爬壁机器人上的应用

针对建筑物玻璃幕墙的清洗要求和目前机器人只能单向清洗作业的实际情况,开发了一种与爬壁机器人配套使用、具备双向作业及污水回收净化循环利用功能的清洗作业系统,大幅提高了作业质量、作业效率和节能环保性能.清洗系统不但适用于已有的爬壁机器人,也可与具有较强吸附运动功能及壁面适应能力、但在垂直于壁面方向有一个移动自由度的轮腿式爬壁机器人配套使用.开发了用于清洗系统与机器人集成的高度自适应弹性连接机构,实现了清洗系统恒压越障、恒压作业功能,且作业范围进一步扩大至弧形壁面,最后给出了该清洗系统与连接机构在轮腿式爬壁机器人上的应用示例.     

擦窗机器人控制系统研究

介绍了一种擦窗机器人系统,该系统已成功用于高层建筑玻璃幕墙清洗作业中。在简单介绍了机器人的组成和工作过程后,着重对以可编程控制器为主控制器的控制系统构成及原理等问题进行了详细的说明。在文章最后部分针对机器人控制软件结构和特点进行了讨论。     

清洁机器人路径规划算法研究综述

针对目前清洁机器人的清洁效率低,同时路径规划技术存实际应用中方法简单、适应性弱,特别是在障碍物环境下存在明显的不足等问题,提出了路径规划的基本方法及关键过程,保证机器人完成清洁任务,达到自主路径规划和全区域覆盖的要求。着重分析了环境建模的不同技术,同时讨论了在环境地图中不同的路径搜索算法,通过对算法的覆盖率、重复率等重要性能指标进行了比较,分析了不同算法的优、缺点及适用范围,为算法的合理应用提供了技术参考,最后提出了清洁机器人进一步研究的方向。研究结果表明,根据环境的复杂程度,需要采取不同的路径规划算法来制定控制方案,而对多种算法进行融合技术处理则能有效地提高对不同环境的适用度以及控制系统的鲁棒性。     

Design and realization of a non-actuated glass-curtain wall-cleaning robot prototype with dual suction cups

This paper describes a non-actuated glass-curtain wall-cleaning robot prototype that has been designed and realized based on some wall-climbing robots developed recently and common traits of glass-curtain walls of high-rise buildings. The robot hasn’t its own driving mechanism, but it can move on smooth glass surfaces depending on its own gravity and the lifting force of the trolley crane on the roof while adhering to the surfaces using dual vacuum suction cups. Obstacles, such as horizontal window frames, can be crossed while cleaning. The safety analysis ensures that the robot can work reliably. The analysis on characteristics of suction cups using fluidic network theory is to enhance the adhering capacity of the robot. The control system utilizes two-level computer control strategy to achieve the robot’s moving, cleaning and crossing obstacles. Experiments proved the robotic system is feasible and practical.     

Dynamic bending of bionic flexible body driven by pneumatic artificial muscles(PAMs) for spinning gait of quadruped robot

The body of quadruped robot is generally developed with the rigid structure. The mobility of quadruped robot depends on the mechanical properties of the body mechanism. It is difficult for quadruped robot with rigid structure to achieve better mobility walking or running in the unstructured environment. A kind of bionic flexible body mechanism for quadruped robot is proposed, which is composed of one bionic spine and four pneumatic artificial muscles(PAMs). This kind of body imitates the four-legged creatures' kinematical structure and physical properties, which has the characteristic of changeable stiffness, lightweight, flexible and better bionics. The kinematics of body bending is derived, and the coordinated movement between the flexible body and legs is analyzed. The relationship between the body bending angle and the PAM length is obtained. The dynamics of the body bending is derived by the floating coordinate method and Lagrangian method, and the driving force of PAM is determined. The experiment of body bending is conducted, and the dynamic bending characteristic of bionic flexible body is evaluated. Experimental results show that the bending angle of the bionic flexible body can reach 18°. An innovation body mechanism for quadruped robot is proposed, which has the characteristic of flexibility and achieve bending by changing gas pressure of PAMs. The coordinated movement of the body and legs can achieve spinning gait in order to improve the mobility of quadruped robot.     

机器人柔性涂胶系统研究

介绍了一种基于PROFIBUS总线的机器人柔性涂胶工作站的设计方法,运用多智能体系统理论思想,从系统构架和系统控制两方面分析了其系统原理,并着重研究了机器人系统集成技术及其工程实现.该工作站设计过程中采用了模块化的设计方法,不仅缩短了设计周期,同时也使所设计的系统更加稳定可靠.     

Numerical and experimental study of stretching effect on flexible forming technology

The flexible stretch forming technology (FSFT) is suitable for flexible manufacturing because it affords several advantages including applicability to various forming processes such as sheet metal forming, single curved surface forming, and quadratic curved surface forming. In this study, the formation of a quadratic curved surface with a saddle-type shape by the flexible stretch forming process is systematically investigated through a numerical simulation. A 4-mm-thick Al 3003-H14 aluminum alloy is used as the initial blank material. Urethane pads are defined based on a hyperelastic material model as a cushion for the smooth forming surface. The elastic recovery deformation behavior is also investigated to consider the exact result after the last forming process. The simulation indicates that the stretch forming process can be used to apply more stress to the blank and to reduce the elastic recovery effect. An experiment was then performed to confirm the process formability and reduction of the elastic recovery effect. A comparison of the objective surface between the simulation and the experimental results verified that the stretch forming process reduced the elastic recovery effect. This confirms that FSFT can be feasibly used to manufacture quadratic curved surfaces.     

气动擦窗机器人的控制和环境检测

对于采用气体驱动的擦窗机器人,如何实现机器人位置的精确定位是实现无碰撞完全擦洗的关键,也是一个难点,本单位所研制的擦窗机器人采用层级控制系统,对机器人的运动进行控制,并利用PWM方法驱动,分别使用分段PID以及分段模糊控制的方法来实现气缸的精确定位。文中给出具体控制策略和实验结果。擦窗机器人所面对的是部分未知的高空作业环境。正确、实时地检测作业环境,是擦窗机器人安全工作的必要条件。为了识别玻璃表面不同的障碍物和重构玻璃窗框,本文提出了一种多传感器的融合算法。     

基于FFTA的自攀爬幕墙清洗机器人可靠性分析

幕墙清洗机器人属于极限作业机器人,对可靠性的要求非常高.本文结合国家大剧院外墙清洗开发的自攀爬幕墙清洗机器人系统的研究,运用模糊故障树分析方法对该机器人的可靠性进行了研究,为机器人的设计提供依据.     

电磁驱动结构的球形机器人研究

电磁驱动结构的球形机器人非常适合在缺少人为干预的恶劣环境(如外星球、高温管道等)中应用.新型球形机器人的驱动结构有六个电磁铁,利用电磁吸力改变球形机器人的重心,在重力作用下完成前进功能;通过一个步进电机和锥齿轮组合传动,使电磁铁旋转来实现机器人的转向功能.使用过程中不需要打开球形机器人,从而保证了球形机器人的封闭性,并且球形机器人总是平衡的,克服了翻车或跌倒的问题,没有被动摩擦轮,运动效率高.