一种新型的微型机器人

提出了一种新型的微型机器人的驱动机构。此种微型机器人能够在充满液体的弯曲的微型管道内运行。当它在充满液体的微型管道内运行时 ,在它的周围会自动形成一层液体动压润滑膜 ,此润滑膜能避免它与管道壁发生直接接触。详细分析计算和试验研究了此种微型机器人在具有不同半径、不同粘度液体的管道内运行时的速度和形成的液体动压润滑膜厚度。结果表明 ,此种微型机器人能以较快速度在管内悬浮运行。此种微型机器人特别适用于进入人体内腔和血管     

一种用于电缆管道排管作业与巡检的遥操作机器人

介绍一种用于城市地下电缆排管作业与巡检的遥操作机器人系统.该系统由可远程操作的机器人本体、传输/回收设备和便携式地面监控站组成.基于TMS320DM6446主控芯片的嵌入式控制系统、高性能的驱动机构、多传感器组成的检测单元及可靠的无线/有线双传输链路使机器人能辅助电缆管道排管作业和施工验收,完成电缆状态检测等功能.实验表明,该机器人结构独特、体积小巧,能够稳定运行于电缆排管中;机器人拥有足够牵引力以辅助电缆敷设;检测单元能获取视频图像、管内温度、排管坡度和电缆局部放电量等检测信息;整个机器人系统可以满足电缆管道排管作业与巡检的基本要求.     

一种平面微型并联机器人机构的尺度设计

讨论了一种微型并联机器人机构的设计方法,该微型并联机器人机构类型是采用传统副连接的平面五杆机构。这种设计目的是把对相对运动有更大自由性的传统副连接的优点应用在微小机械中,以实现有较高精度的同时,还具有相对较大的工作范围、复杂的运动规律,但整个机构却有相对更简单的结构、更低的制造成本,以满足在某些应用场合下对精度要求相对较低的情况下的需要。文中最后以一具体设计示例来检验该种方法的可行性。     

管道微型机器人的发展近况

介绍了微型机器人、微型机电系统的概念,以及国内外管道微型机器人的发展状况.     

一种微型弹跳机器人的设计

针对现有机器人在森林、山地、坍塌区域等复杂的非结构化环境中移动困难的问题,设计开发了一款可搭载侦察或营救设备、在崎岖环境下进行高效运动的弹跳机器人。该机器人总质量为97.1 g,最大弹跳高度为1.5 m,具有一定的负载能力,可搭载设备进行实际应用。首先,将设计的几种弹跳机构方案进行理论分析对比,最终设计出稳定性最好、能量利用率最高的方案。其次,为了使得弹跳机构能够瞬间释放能量,设计了一款精简可靠的能量控制机构。该机构可有效控制储能机构,进行能量的快速存储与瞬间释放,使得存储的弹性势能高效地转化为机器人的动能。最后,在机器人的系统集成方面,从两个角度进行理论分析,得出了机器人合理的质量分布。     

一种新型医用微型机器人的驱动研究

提出了一种新型可进入人体内腔和血管的医用微型机器人,理论分析研究了各参数对该机器人轴向牵引力和最小粘液膜厚度的影响,从而为该机器人在内腔和血管中快速地悬浮式运行创造条件.     

电力排管敷设35 kV电缆的优化排列

利用镜像法和叠加法对电力排管敷设的35 k V电缆载流量计算建立了计算模型,根据此模型计算分析了8回电缆在电力排管不同排列形式下的载流量变化,并提出了基于载流量最大化的电力排管推荐排列形式。     

形状记忆合金驱动的微型管道机器人机械结构设计

微型管道机器人是通过利用形状记合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)制成的压缩弹簧在加热和冷却过程中释放的能量而行进的.主要由形状记忆合金弹簧,磨擦弹簧片,Maxon伺服直流电机等构成.该机器人可以蠕动的方式通过直为(50～80)mm的各种材料的管道,并可顺利通过曲率半径为管道直径1.2倍的弯道,包括U型、T型等管道.其主要特点是结构紧凑、重量轻、制造加工容易,能在恶劣环境中工作,可用于在灾害事故中寻找人或物,或在细长管道中查找故障,而且可将机器人做成系列产品.     

螺旋轮式微型管道机器人设计

微型管道机器人广泛应用于工业检测、工业维修、医学等领域。其移动结构及电驱动技术具有较高的实用价值和学术意义。采用螺旋轮式结构设计了一种微型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方便,首先介绍了其螺旋轮式移动结构,然后介绍了其电路驱动部分的设计。试验表明,螺旋轮式微型管道机器人能够适用于在内径20～25mm之间的微型管道内作业,具有前进、后退、调速、自锁等功能,同时,对管道的局部不规则点或细小障碍物具有一定的适应能力。     

基于STM32的电缆管道智能巡检小车设计

针对配电网电缆管道分布广、空间狭窄、巡检难度大的问题,以STM32单片机为核心,以OV7725摄像头作为图像采集设备设计了一种用于电缆排管巡检的智能小车来代替人工巡检.小车采用WiFi通讯方式进行下位机与上位机通讯,采用LED照明.对小车电源的电压与电量关系进行分析,确定了电压与电量的关系曲线.在PC端及手持设备上均可进行小车控制,通过小车摄像头所拍摄图像回传对管道内情况进行观测,图像传输速度超过15帧/s.对小车进行了多次爬坡实验、越障实验、管道行走等实验,小车可通?150 mm、?160 mm、?200 mm等电缆排管,续航时间可达到30 min以上,爬坡角度大于10°,有效通信距离40 m以上.     

基于STM32的电缆管道智能巡检小车设计

针对配电网电缆管道分布广、空间狭窄、巡检难度大的问题,以STM32单片机为核心,以OV7725摄像头作为图像采集设备设计了一种用于电缆排管巡检的智能小车来代替人工巡检.小车采用WiFi通讯方式进行下位机与上位机通讯,采用LED照明.对小车电源的电压与电量关系进行分析,确定了电压与电量的关系曲线.在PC端及手持设备上均可进行小车控制,通过小车摄像头所拍摄图像回传对管道内情况进行观测,图像传输速度超过15帧/s.对小车进行了多次爬坡实验、越障实验、管道行走等实验,小车可通?150 mm、?160 mm、?200 mm等电缆排管,续航时间可达到30 min以上,爬坡角度大于10°,有效通信距离40 m以上.     

一种可全方位行走的机构及其组合轮的参数设计

一种可全方位行走机构的运动方式与应用,着重介绍了其所采用的组合轮的结构,并对其参数设计公式进行了推导,从而可以据此设计出不同尺寸规格的组合轮。     

一种平面二自由度微型机器人的设计

设计了一种可实现高精度微操作的平面二自由度微型机器人,为满足高精度、无间隙、无摩擦、响应快的要求,该机器人采用柔性铰链来实现转动副的功能,驱动元件为V型结构微热执行器.运用Ansys软件对系统进行了热-电耦合分析,结果表明输出位移与两侧执行器的电压差成较好的线性关系,为轨迹设计与综合提供了便利.     

微型管内机器人的发展现状与展望

首先论述了微型管道机器人的发展背景及传统管内机器人的区别,然后在对国外几种驱动类型管内微型机器人的工作原理分析阐述的基础上,指出了目前管内微型机器人研究中所面临的主要问题,并对实现微管内机器人对实用化的关键技术及研究发展方向进行了探讨。     

新型肠道胶囊式微型机器人的运动特性

提出一种胶囊微机器人的外旋转磁场驱动方法,原理是以径向磁化瓦状多磁极构成的圆筒形NdFeB永磁体为外驱动器,以胶囊微机器人内嵌同磁极结构NdFeB永磁体为内驱动器,通过外驱动器旋转产生旋转磁场的磁机耦合作用,形成内嵌驱动器对胶囊微机器人的驱动力矩,在胶囊表面螺旋与流体形成的动压力作用下,实现胶囊微机器人在肠道内旋进。首先介绍胶囊微机器人系统的结构,然后根据雷诺和Navier-Stokes方程建立管道环境内胶囊微机器人的运动数学模型,对其螺旋参数与速度的关系进行理论与试验研究,并发现了临界间隙现象。试验表明,该胶囊微机器人具有驱动力矩大、适合大粘度液体封闭管道内行走等特点,在人体肠道和血管内具有很好的应用前景。     

环管道运动机器人扫查器行走机构控制系统设计

油气输送管道由于其工作环境的特殊性,其管道对接环焊缝不可避免地存在缺陷.全自动超声检测(AUT)是应用最为广泛的检测方法.为保证管道环焊缝缺陷检测的可靠性并提高检测效率,设计了全自动超声检测环管道运动机器人对其进行监测.扫查器行走机构是环管道运动机器人的核心部分.在介绍总体设计方案的基础上,对环管道运动机器人行走机构的运动控制系统进行叙述.工程样机经试验证明各项数据均符合工程要求.     

新型微型机器人仿真系统建模研究

提出了根据流体润滑理论,建立了微型机器人仿真的系统模型,采用VC 6．0和OpenGL开发了三维动画仿真系统。最后给出了应用该系统进行仿真的一个例子,为微型机器人的研究提供了有效的仿真数据。     

一种自适应多功能智能管道机器人设计

针对现有管道机器人功能单一、适应性差的问题,设计了自适应多功能智能管道机器人。采用SolidWorks对机器人进行了三维建模,分析了机器人的工作机理,对控制系统进行了研究。采用ANSYS有限元分析软件对支撑结构进行了分析。对变径机构主动轮部分进行了运动学建模,得到了N20电机与管道机器人行进速度的函数关系及N20丝杆电机转速与管道机器人开合灵敏度的函数关系。对机器人外径调节范围和空载行进速度进行了试验,制作了实物样机,经试验测试表明：机器人单节高度为80 mm,质量为0.7 kg,主动轮外径可调节范围为60.16～240.33 mm,空载行进速度为0.21 m/s,主要支撑结构均满足设计要求。该机器人具有结构简单、制造成本低、功能多元、主动适应管径变化的特点,不仅为管道类机器人的创新设计提供了有效解决方案,而且为海洋管道的安全性检测做出了贡献。     

基于产品亲和力的微型医疗机器人设计研究

针对目前微型医疗机器人外观亲和力缺失的现象,为使微型机器人具备让人信任、亲近的造型特点,提出基于产品亲和力的微型医疗机器人设计方法。从产品亲和力的外在要素和内在要素两个方面对现有医疗机器人展开分析,确定产品整体设计定位。在产品亲和力的感知亲切和情感契合两方面展开设计构思,对产品形态、色彩等方面进行了创新设计,满足了用户情感诉求和赋予产品精神文化内涵,为相关行业进行微型医疗机器人产品设计提供参考。     

一种输电线路绝缘子串检测机器人机构设计

针对输电线路绝缘子串环境特点及巡检任务需求,提出了一种新型绝缘子串检测机器人机构,介绍了机器人的机构构型,分析了机器人的运动作业机理,规划了机器人行走作业的运动序列,仿真分析了机器人沿不同倾斜角度绝缘子串行走作业的过程,仿真结果表明该机构能够沿不同倾斜角度的绝缘子串行走作业,验证了机构设计的合理性、运动规划的可行性,该机构具有结构紧凑、行走速度快、运动平稳等特点。