铁路牵引变电所智能巡检机器人的研制

为满足铁路变电所巡检无人化的发展要求,提高检验工作的质量和效率,设计了一种用于变电站室内巡检的机器人。其主要由移动小车、升降总成、操作总成、控制柜四大部分组成。介绍了各个部分的机械结构,对巡检机器人的工作流程进行了描述。该设计实现了机器人整体移动、平台升降、相机拍摄图像和机械手操作开关等功能。建立了坐标系,分析了各个坐标系之间的转换关系,进行了相机的参数标定和手眼标定,计算出机械手到目标点的位移值。测试结果表明:该机器人能够完成对电气控制柜的巡检工作,并能接收远程指令对电气开关进行开合操作。研制的巡检机器人可降低巡检人员的工作强度,提高巡检效率。     

基于UWB的智能巡检机器人定位系统研究

因城市地下管线综合管廊内环境恶劣,巡检距离长,固定式监测设备无法实现全覆盖监控,需要用智能巡检机器人代替传统管廊巡检方式,但是智能巡检机器人能够稳定、有序地运行,关键问题是实现智能巡检机器人的精准定位,即获得巡检机器人在管廊内的精确坐标。目前智能巡检机器人所采用的射频、WiFi、惯性里程计等定位技术易受管廊内环境干扰、累计误差干扰等,定位精度为5~50 m,难以满足管廊智能巡检机器人定位系统1 m以内的定位精度要求。为此,提出一种基于UWB的智能巡检机器人定位系统。采用分析UWB信号在管廊内的传输特性、构建巡检机器人在管廊内的运动模型、通过MATLAB建立巡检机器人定位跟踪仿真实验的手段,设计一种基于UWB管廊修正S-V信道模型的巡检机器人LS-PSO定位算法、一种基于巡检机器人运动模型的EKF跟踪算法,建立了巡检机器人LS-PSO/EKF融合定位跟踪模型。通过与KF算法进行MATLAB定位跟踪仿真对比验证,提出的巡检机器人LS-PSO/EKF融合定位跟踪模型在管廊复杂环境下能够有效去除管廊噪声干扰,定位精度相比KF算法明显提升。     

新型抱臂式架空输电线路巡检机器人研制

应用机器人替代人工实现架空输电线路的精益化管理,对解决线路运维结构性缺员造成的影响具有十分重要的意义。针对目前巡检机器人存在的线路改造工作量大、巡检效率低、智能化程度低等问题,提出一种三臂抱臂式巡检机器人及与之匹配的悬挂式过桥装置设计方法,包括整体设计、结构设计、控制系统、感知系统等。对机器人关键结构和悬挂式过桥装置进行了仿真分析,验证了机器人结构设计的合理性和悬挂式过桥装置的可行性。样机测试结果表明该机器人仅需在耐张塔处搭建过桥设施,即可实现全线连续可靠自主巡检。     

架空输电线路巡检机器人控制系统可靠性设计

针对550 k V架空输电线路巡检机器人在巡检作业中控制器死机、障碍误检以及抗干扰性能差问题,在介绍基于分布式的巡检机器人控制系统基础上,提出了主控制器双机冗余控制和传感器三模冗余容错的控制策略,并且在硬件上实行抗干扰设计。实验表明,该控制策略增强了巡检机器人控制系统可靠性,大大提高了机器人的巡检作业能力。     

管廊消防巡检机器人设计与分析

针对综合管廊的安全运维与管理的需求,设计一种集巡检和消防灭火功能于一体的管廊消防巡检机器人.该机器人由机器人本体、灭火器、机械臂和智能检测系统构成.介绍了机器人的总体结构及功能,建立了机械臂的D-H坐标系,对机械臂进行正、逆运动学分析.运用蒙特卡洛法及MATLAB软件对机器人机械臂的工作空间进行仿真与分析,得到不同情况...     

基于视觉扫描生成巡检任务的机器人巡检方法

目前工业场景巡检机器人的巡检点设置是人员手动设置的。考虑到现场环境复杂,通常巡检点的数量庞大,设置任务耗费大量人力和时间,且一旦巡检点的设备改变,还得人工增加或删除巡检点,提出基于自动视觉扫描生成巡检任务的机器人巡检方法,利用机器人扫描环境的视频流,将所有图片送入到YOLOv4目标检测网络进行解析和筛选,并运用SIFT匹配方式去掉重复目标,可以自动生成复杂现场设备的巡检点。在隧道电缆的机器人巡检项目中应用此方法,相比于人工设置方式,提高效率90%以上。     

井下巡检机器人浮动式移动底盘设计与分析

为提高巡检机器人行走稳定性及越障性能,解决煤矿井下非结构化和复杂未知环境的安全巡检问题,提出一种浮动式巡检机器人移动底盘的设计方案。阐述巡检机器人浮动式移动底盘的结构设计及工作原理,分析巡检机器人越障过程,推导巡检机器人质心位置,得到越障高度与移动底盘位姿关系。运用ADAMS建立巡检机器人虚拟样机,模拟机器人在井下各种复杂路面行走及越障过程。结果表明：所设计的浮动式移动底盘提高了巡检机器人在井下复杂路面行走的稳定性,使巡检机器人具有平稳运行及良好的越障能力,进一步验证了井下巡检机器人浮动式移动底盘设计的可行性。     

全向四驱变电站巡检机器人运动控制系统设计

为了实现变电站室内外一体化巡检,开发全向四驱结构的变电站巡检机器人。着重阐述该机器人运动控制系统的开发过程:介绍全向四驱移动平台的机械结构及运动控制系统结构,建立移动平台的运动学模型,探讨全向四驱机器人不同的运动模式并提出了控制方法。对研制的全向四驱变电站巡检机器人进行测试,验证了运动控制系统的可靠性以及控制方法的有效性。     

基于ADAMS宏命令的薄煤层工作面巡检机器人建模与仿真

为了实现履带式巡检机器人虚拟仿真和实际运动情况相符合,在ADAMS软件中用宏指令建立了各条履带的仿真模型,并对履带块间的衬套力、接触力及求解器等参数进行了合理设置,对巡检机器人越障过程进行了虚拟仿真,得到了电机驱动力矩变化规律,最后对巡检机器人试验样机进行了越障性能试验,所设计的巡检机器人越障性能指标达到了设计要求。     

架空输电线路巡检机器人的空间定位方法研究

提出了一种采用光电传感器为高压巡检机器人沿输电线路进行空间定位的方法.阐述了系统的结构和工作原理,通过合理布局的传感器测头及检测传感器的输出,并采用特定的逻辑算法,即可完成高压巡检机器人驱动轮与导线"对中",实现巡线机器人自主越障.运行实验表明:光电传感器工作可靠,导航方法简单可行,稳定识别精度为0.5mm,满足实际运行要求.     

枕簧智能组装机器人系统方案设计与分析

目前,铁路货车转向架检修过程中的枕簧组装均采用人工作业模式,存在作业强度大、操作空间狭窄、有安全隐患和效率低等问题,迫切需要自动化和智能化组装设备。基于转向架枕簧的组装工况分析,研发一种智能组装机器人系统,代替人工实现枕簧的自动组装。机器人系统包括顶升装置、中转机器人、中转平台、组装机器人和斜楔支撑机器人等5个模块,通过模块的交互与协同控制完成枕簧的自动组装。介绍了机器人系统的总体方案和各模块方案设计。利用ADAMS软件对六轴机器人进行轨迹仿真分析,得到机器人系统工作的最优轨迹。     

基于物联网的矿井智能巡检机器人控制系统设计

为监测矿井中存在的安全隐患,设计了基于物联网的矿井机器人安全控制系统,利用矿井顶板上的Zigbee终端节点进行压力采集及传输,通过智能机器人完成矿井瓦斯浓度、一氧化碳、温湿度等参数的采集并对顶板实现视觉监测。测试和实验证明,系统能实现机器人自主导航巡查和瓦斯、顶板等重大危险源安全预警,从而对相关事故及时响应。     

自主导航巡逻机器人的行走系统研究

研制了巡逻机器人的行走系统，包括导航系统和双电机驱动系统和控制系统。首先介绍了巡逻机器人的导航系统，包括循线子系统和超声波测障子系统，然后研究了机器人的驱动系统，包括转速检测子系统和驱动电路子系统，最后介绍了行走系统的控制系统结构。根据实验结果证明系统性能良好。     

家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统设计

按照家居环境设计了可巡航机器人本体。根据对现代家庭安全隐患的分析,得到典型安全隐患。通过多种传感器对典型安全隐患进行监测,利用GSM移动网络来给主人发准危险信号短信,主人通过互联网技术完成特定安全隐患的预处理。实验结果表明:该机器人系统能够实时对家庭隐患进行监控,稳定性好,可以实现预警和对特定安全隐患的远程处理。     

成品油管道泄漏控制机器人液压传动及控制系统的设计

根据管道泄漏控制机器人的功能要求和技术指标,设计了液压传动系统原理图,介绍了其工作过程。以STC15F2K60S2单片机为主控制器,通过无线通信模块实现远程操作端的数据交互,并将接收到的数据解码为控制信息,通过固态继电器控制电磁阀和电机的动作,进而实现对液压传动系统的远程控制。     

机器人化柔性三坐标测量机的设计与研究

针对三坐标测量机无法实现大型零件测量和现场测量的问题,开展机器人化柔性测量机的研究工作,分析了其基本工作原理与坐标计算算法,从硬件和软件方面进行了柔性三坐标测量机的设计,并运用MATLAB仿真对理论算法进行了验证.     

管内智能封堵机器人封堵及调速装置设计与研究

提出一种适用于小管径、中低压力油气运输管道维抢修作业的封堵及调速装置。该装置借助管道内介质压差驱动行进,利用电机控制环形缝隙及节流口,实现行进速度的控制及管道内输送介质的封堵。阐述封堵、驱动及调速装置的设计;采用有限元仿真分析方法,研究封堵橡胶的密封特性、环形缝隙及节流口对机器人行进速度的影响;并利用所研制的机器人样机在实验测试平台上开展了封堵可靠性及调速性能实验研究。结果表明：所设计的封堵及调速装置能够在介质压差的驱动下行进,通过控制环形缝隙及节流口可实现速度调控,同时在1 MPa介质压力条件下,可实现快速、可靠封堵。研究结论为管道内智能封堵机器人在速度调控及封堵可靠性方面的研究提供了参考。     

发动机缸体智能清理打磨生产线的设计及应用

针对发动机缸体铸件内腔及外表面的浇冒口、批缝、毛刺等人工清理效率低、打磨环境恶劣的难题,提出了采用机器人、双工位转盘式的缸体铸件智能打磨生产线设计方案,该系统包含上料机构、输送线、冲切站总成和打磨站总成,以工控机作为上位监控机、PLC作下位实时控制机,智能控制打磨过程状态参数,实现铸件内腔及外部的浇冒口、毛刺等的自动清理打磨,满足缸体铸件所有要清理部位的打磨精度,解决了数据难以高效协同、高精度打磨难以实现的难题.系统运行稳定可靠、操作简单。     

并联机器人智能输入写字功能的设计

出于教学和实验的目的,利用Lab VIEW编程软件为两自由度并联机器人开发了一套平面写字功能。所选用的并联机器人为平面五杆机构,两个电机轴轴心相互重合,固定杆长度为零,利用平面几何知识,并联机器人的正逆解可很容易算得。机器人所写文字通过人工手动输入,经过选择性线性插值、去点处理、坐标系转换,将图片坐标系下的坐标点转化为机械手坐标系下的坐标点。为保证机器人在写字过程中的平滑性,采用了连续三次样条快速迭代的算法规划机器人的加速度轨迹曲线。     

基于专家智能判别的太阳能光伏支架用热轧钢卷机器人喷号系统设计与实现

以太阳能光伏支架用热轧钢卷为控制对象,设计在平面或弧面上以曲线或直线的形式于任意位置喷印标识且无需钢卷移动的机器人全自动喷号系统。对热轧钢卷自动喷号系统设计要求、机械和电气控制系统、专家智能报警算法、软件设计进行详细阐述。针对钢卷不规则、机器人故障、钢卷位置偏离等故障信息,采用专家智能判别算法智能诊断并报警,保障安全生产。根据现场的投入使用,选取ABB六轴工业机器人IRB6640作为硬件核心部件。结果表明：该系统可取代人工进行喷印,提高了生产效率,具有较高的实际应用价值。