接力式驱动绝缘升降平台的设计及应用研究

提出了一种绝缘升降平台,用于提高高压带电清扫机器人带电作业时的对地绝缘性能,同时降低机器人垂直升降机构驱动油缸的初始工作压力．该绝缘升降平台采用传统的剪叉式结构,以及绝缘主从楔块驱动和水平驱动相互接力交替作用的驱动方式．首先对绝缘升降平台的高压绝缘性能进行了设计和分析,并根据升降平台的动力学模型,对绝缘升降平台的结构进行了优化．最后,对绝缘升降平台进行了耐压试验,并对平台升降时水平油缸的工作压力进行了测量．试验及测量结果表明平台具有很好的高压绝缘性能,且平台起升时工作压力很小,接力时过渡平稳,满足了带电清扫机器人的实际使用要求．     

220/330kV变电设备高压带电清扫机器人设计

介绍了一种新型带电清扫变电站支柱绝缘子的机器人．工作于高电压环境下,机器人需做绝缘设计．采用了剪叉式绝缘升降机构、绝缘液压系统、两级控制、光纤及无线通讯等绝缘方法．整个机器人集合了高电压绝缘、液压、绝缘材料、无线通讯、视觉、自动控制等许多方面的技术．     

基于视觉的高压带电清扫机器人瓷瓶自动定位伺服系统

介绍了高压带电清扫机器人的自动化视觉瓷瓶检测定位子系统.根据全局搜索与区域细分检验相结合的原理,设计了一套新的吸取了投影变换、阈值迭代、哈夫变换等优点,适用于高压带电清扫的混合算法,大大地提高了系统速度和可靠性,成功地分离出了瓷瓶图像,实现了全自动瓷瓶精确对中定位伺服.     

基于万向式关节的模块化自重构机器人

提出了一种基于万向式关节的模块化自重构机器人——UBot．该机器人模块结构紧凑、刚性好、运动灵活,具有运动、 重构和处理任务的能力．它由许多标准模块组成,模块均采用万向式结构的正立方体外形,具有4个可以与相邻模块连接\/断开的连接面． 设计了钩爪式连接机构,它可以快速可靠地与相邻模块连接/断开,该连接机构连接后具有自锁功能,节省能量．设计了 模块电气系统．最后进行了连接机构和机器人运动实验,证明了UBot系统的可靠性和运动灵活性．     

人机合作机器人重力平衡设计

为提高人—机器人合作的质量,研究了机器人机构的重力平衡方法,以减小其带给操作者的重力感受．对于关节式机器人结构,采用拉弹簧的方式对机器人重力进行较大范围的平衡;通过对弹簧刚度和预变形的设计,使得随着机构的运动,弹簧系统可以适当调节弹簧力以实现机构在各种位形下重力的自主平衡．在机器人运动范围内的若干点对设计方案进行了验证,各关节的残余重力矩是原始重力矩的1~10%．结果说明,该设计可以基本实现重力平衡．     

机器人的自适应控制系统

为解决关节式液压伺服机器人的动态控制问题,使机器人获得希望的响应性能和跟踪要求,本文据液压伺服系统自适应控制新原理,设计了机器人关节自适应控制系统。实验证明,在机器人上使用该系统是有效的。     

面向足式机器人的新型可调刚度柔性关节的设计及性能测试

为提高足式机器人的运动适应能力,为其设计了一款具有刚度连续调节功能的新型柔性旋转关节.通过研究杠杆机构输出刚度与传动比的对应关系,提出以变传动比杠杆机构作为核心部件进行可调刚度柔性关节的设计.文中对关节的结构以及关节驱动方式等进行了紧凑化设计,以满足足式机器人系统对体积及重量的要求.在设计中通过分析关节输出刚度系数与关节相关结构参数之间的关系,为关节输出刚度调节选择了较为敏感的参数调节范围,提高了刚度调节的灵敏性.在此基础上,通过开展机构运动学分析,确定了关节机构的理论刚度输出固有特性.关节样机测试表明,该调节机构能够实现关节输出刚度的调整和有效控制,该关节在结构设计以及功能方面均可以满足在足式机器人腿部结构中的应用需求.     

3关节单杠体操机器人的动力学参数辨识

在采用拉格朗日方法确定了3关节单杠体操机器人动力学模型结构的情况下,动力学参数的精确辨识对机器人实时控制的实现显得十分重要.为实现对体操机器人多个动力学参数的精确辨识,在传统的遗传算法中,通过引入混合编码、海明距离、可变精度的交叉操作、正交试验设计、动态编码和反馈式突变等思想,再加上特殊设计的适应度函数,形成了一种改进的遗传算法.该算法在统计上更加合理,鲁棒性更强,更容易搜索到接近全局最优的可行解.通过体操机器人各个关节自由运动实验与模型数值仿真实验数据的实际比较,验证了所提出改进遗传算法的有效性,实现了3关节单杠体操机器人模型更为优化的动力学参数辨识.     

关节式爬管机器人的运动稳定性研究

在爬管机器人的运动稳定性问题的研究中,设计了一种应用关节式机器人运动原理的爬管机器人.为提高机器人运动的稳定性,提出以关节翻转力矩和手爪夹持力来评判运动姿态的稳定性,以躯干质心位移和速度的变化规律来评判运动轨迹的稳定性.利用ADAMS软件建立了在一个运动周期内,各关节驱动电机的输出转矩、手爪与管道之间的接触力,以及躯干质心的位移、速度等随时间的变化规律模型.结果表明所设计的爬管机器人的关节翻转力矩和手爪夹持力能满足运动姿态稳定性的要求,且能够以约1.11 m/min的速度沿着垂直管道平稳地爬行,不偏离爬行方向,保证了机器人运动轨迹的稳定性.仿真结果为下一步研制关节式爬管机器人的物理样机提供了理论指导,也为其它类型的爬管机器人研究提供了参考.     

ZXPJ01型消防机器人的研制

ZXPJ01型消防机器人是一种集火场探测，消防，有毒、易燃、易爆气体场所探测等多 种功能于一体的遥控关节式移动机器人．本文介绍它的系统结构和工作原理，并从硬件和软 件两个方面对该机器人的控制系统进行了介绍，以及电器防爆及热防护功能的实现．机器人 原型已经完成，实验结果证明了系统的可靠性和各项性能指标满足设计要求．     

高压带电作业机器人系统的研制

为了适应10 kV配电线路带电作业的要求,研制了一台能够最大限度满足现场作业环境要求的高压带电作业机器人,包括主从操作机械臂、机器人专用升降系统、绝缘工具系统、绝缘防护系统四部分.在10 kV配电线路上进行了试验,机械臂操作灵活,绝缘防护方法设计合理.防护性能可靠,操作简单方便.     

基于Matlab的绝缘材料电气性能测试系统设计

针对传统的绝缘性能测试仪存在功能单一和无法兼容频域介电响应等新方法的问题,通过选用常见设备,设计了一套基于Matlab绝缘材料电气性能测试系统。该系统利用前置滤波器消除了频率响应函数对系统输出的不利影响,使系统不仅拥有常规的直流跟工频检测功能,也具备在50Hz-1kHz频率范围内进行电压试验的能力,测试时的最高电压能够达到10kV。通过测量试验中流过介质的漏电流,该系统适用于对被测物的绝缘性能进行综合的评估。试验结果表明该系统达到了设计指标,并且能够满足日常工作中的测试需要     

超高压输电线路巡检机器人越障控制问题的研究

给出了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法．根据机器人的作业任务,提出了基于传感器信息、约束信息以及动作反馈信息作为输入,产生式系统作为动作输出的越障控制方式．仿真结果表明此方法对于机器人的越障过程是有效的．     

压缩机用接线柱绝缘性能分析

绝缘不良是压缩机市场故障中危害性较大的一种,不仅可能导致压缩机报废,严重时还会危及人身安全。接线柱是影响压缩机绝缘性能的重要电气元件,而影响接线柱绝缘性能的因素有很多,如绝缘材料、温度、湿度、污损及试验电压等。一些专家曾先后发表有关压缩机接线柱的专利,从结构、材质、工艺、表面处理等方面来提高接线柱的绝缘性能,但针对接线柱绝缘性能影响因素的文献确鲜有报道。本文通过大量的试验研究,分析了影响压缩机接线柱绝缘性能的主要因素并提出改进措施。     

基于绝缘液体充填封装RFMEMS开关特性分析

提出并设计一种采用绝缘液体充填封装的RF MEMS开关,分析其工作原理,并以高压油、蓖麻油、甘油为绝缘液体充填封装,仿真分析绝缘液体对RF MEMS开关的驱动电压、冲击速度、响应时间、开关电容等方面的影响。结果表明:绝缘液体充填封装有效地将驱动电压降为原来的1/εr,降低上极板对下极板的冲击速度。对3种液态封装材料性能分析,蓖麻油效果最好:阈值电压下降了一半,约为10 V;当驱动电压为20 V时,响应时间为40.6μs,优于高压油(91.3μs)、甘油(89.9μs),冲击速度约为1.26 m/s。     

汽车试验用驾驶机器人系统的研究

为了消除汽车试验中人为因素的影响,提高试验数据的准确度和有效性,研究开发了一种可以代替人类驾驶员进行汽车试验的汽车驾驶机器人系统.介绍了驾驶机器人系统的组成、汽车性能自学习算法及控制系统的设计.最后,给出了驾驶机器人用于排放耐久性试验的实车试验结果,结果表明驾驶机器人车速跟踪控制精度满足汽车试验的要求,重复性好,验证了驾驶机器人控制性能的有效性.     

一种基于粘滑运动原理的微小型机器人建模与实验

为实现微小型机器人的精密运动定位,提出一种基于粘滑运动原理的足式微小型机器人.机器人足由双压电膜驱动,本身为空间不等截面的弹性梁结构.首先建立了柔性足的有限自由度模型和机器人系统的动力学模型.然后根据粘滑驱动中的粘滞和滑移过程的不同特点,分别对粘滞过程的静力学与滑移过程的瞬态动力学进行了分析,得到了机器人运动位移、分辨力与驱动电压之间的关系,并分析了粘滞-滑移过程中摩擦力的变化以及足尖的状态切换过程.分析结果表明,在粘滞阶段,基体的静态位移与驱动电压近似呈线性关系,且随驱动电压的增高而增大;在滑移阶段,由于柔性足的振动及振动与摩擦力的耦合关系,足端的滑移距离及基体位移与驱动电压之间存在非线性关系.建立了机器人样机,对机器人的运动分辨力和位移响应进行了测试,实验数据显示,基于粘滑运动原理,机器人可以实现0.88μm的高运动分辨力.