一种核管道机器人结构设计与驱动力分析

针对人工方式进行核电管道检测与维护存在效率低的问题,将管道机器人技术应用到核电站管道维护中,代替人工进行现场故障监测、异物探测和清理。设计了直径为300 mm的管道机器人的机械结构,分析了机器人在管道中的受力情况以及驱动特性。同时设计了一种全新的单电机全驱动机构,这种设计使机器人整体结构更为紧凑,提高了机器人行进速度以及驱动负载能力。并利用ADAMS动力学仿真软件对机器人驱动特性进行了研究和分析。结果表明,机器人的驱动能力能够满足实际作业需求,并且其驱动能力与摩擦系数、斜坡度有关;其中驱动力与摩擦系数成正比,即摩擦系数越大机器人的驱动力越大;驱动力与斜坡度成反比,即斜坡度越大驱动力越小。该研究结果可为后续机器人优化设计提供理论依据。     

一种新型压电薄膜驱动器微机器人的结构及力分析

本文研究了一种细小管道内移动微机器人.它采用PZT双压电薄膜驱动器,利用惯性冲击原理产生运动,可以搭载CCD摄象机或其它检测装置进入Φ20mm的工业管道内部实施作业.文中描述了此种微机器人的结构,对其运动进行了力分析.以此理论为基础制作了微机器人实验样机,其最大运动速度可达18mm/S.     

医用管道微机器人的研究进展

在总结国内、外医用管道微机器人的研究现状和各种驱动方法的基础上 ,介绍一种医用管道微机器人新型驱动方法、驱动装置和实验台的研究进展     

压电式细小管道微机器人结构特点与运动分析

本文详细介绍压电式细小管道机器人的驱动方式、结构特点与运动分析.     

一种新型仿蜗牛微机器人的研究

介绍一种采用直线电机为驱动器的新型仿蜗牛蠕动的微机器人的运动原理和驱动机构。该微型机器人由两个阶梯型平板机体和一个直线驱动器组成，运动原理与蜗牛的爬行原理相似，实验表明，微型机器人的前进速度随着直线驱动器速度、粘液粘度的增大而增大；微型机器人可以在很少粘液，也可以完全浸没在粘液中正常而有效地工作。     

一种新型管道机器人的运动学及静力学分析

提出一种采用并联机构作为移动载体,连杆式腿足机构作为行走装置的管道机器人。创建机器人的三维实体模型,阐明了它的工作原理及行走特点;运用矢量法和虚功原理建立了机器人的运动学模型和静力学模型,得到腿部驱动力与并联机构的驱动力/约束力之间的映射关系。最后,给出数值算例验证所建理论模型的正确性。该机器人具有良好的越障、承载能力和管道适应性。     

管道微机器人技术的现状与趋势

阐述了管道微机器人的概念和用途。介绍了国内外管道微机器人的研究状况、应用领域和一些典型样机。比较了管道微机器人移动方式的特点,分析了管道微机器人的关键技术和发展趋势。认为管道微机器人有广阔的应用前景,我国需要重视管道微机器人方面的研究。     

一种可调式管道爬行机器人

针对石油、化工、天然气及核工业等产业迅速发展,各种管道作为一种重要的物料输送设施,得到了广泛应用。由于腐蚀、重压等作用,管道不可避免地会出现裂纹、漏孔等现象。而管道所处的环境往往是人们不易或不能直接接触的,因此,对于管道的检测和维护成了工业生产中的一道难题,管道机器人有巨大需求,本文提出了管道机器人中的一种。     

一种管道疏通蛇形机器人的关节研究

各类管道和人们的生活生产密不可分,由于管道常用于输送腐蚀性液体或各类污水,人们对该类管道的堵塞处理非常困难。尤其是多数管道比较长、直径比较小,一旦发生堵塞,一般的疏通工具难以抵达堵塞部位。根据管道疏通现状,研制了一种用于狭窄管道的仿生蛇形机器人,该机器人根据蛇类形体特征和运动特点设计,能够更好地适应较细管道的疏通工作。     

一种新型管道清理机器人

为清理各种管道的堵塞,设计了一种管道清理机器人.该管道清理机器人包括淤积物清理装置和管道穿行装置,淤积物清理装置采用螺旋铰龙对淤积物进行切割和输送.管道穿行装置采用轮毂电机和气缸推动的双驱动方式,能灵活适应管道的直径变化,对管道穿行装置进行受力分析,给出该装置设计的依据.     

管道微机器人自润滑轮式驱动器行进速度试验研究

介绍一种管道微机器人自润滑轮式驱动器的传动原理和结构。对这种新型微机器人驱动器的行进速度进行试验研究。结果表明,新型微机器人驱动器可以实现微机器人在管道中不同速度的移动行进。     

Improvement of flatness error in milling plate-shaped workpiece by application of side-clamping force

To improve flatness error of plate-shaped workpieces in milling under side clamp holding mechanisms, appropriate magnitudes of clamping forces and method of application are studied in this paper. The effect of side-clamping force on workpiece deformation is investigated by experimental and computational analyses for the case where the workpiece is clamped at a position higher than the neutral plane of bending of the plate-shaped workpiece. It is found that the thermal deformation and elastic deformation caused by clamping force are in two opposite directions. Then, an appropriate method is proposed to compensate for the workpiece thermal deformation caused by cutting heat with the opposite elastic deformation caused by the side-clamping force, so as to keep the machined top surface of the workpiece flat as much as possible. The proposed method has been confirmed through computational analyses and experiments. © 2000 Elsevier Science Inc. All rights reserved.     

不同螺纹下无损伤微型机器人的驱动研究

研究了一种利用螺旋旋转产生牵引力的无损伤微型机器人的驱动机构。详细分析计算了微型机器人在采用矩形、梯形和三角形圆柱螺旋时所产生的轴向摩擦牵引力和动压粘液膜承载量。通过对比三种螺纹下微型机器人的运动特性参数,得出微型机器人采用矩形螺纹最为合理。     

应变式切削测力系统动态特性的研究

本文对应变式切削测力仪的动态性能进行了研究,比较测力仪弹性无件在粘贴应变片前后固有频率和阻尼比的变化。结论是：应变片的粘贴不会造成测力仪固有频率的损失;测力系统的通过频率取决于系统中固有频率最差的环节－动态应变仪。最后,用实验的方法验证了测力系统对动态力的测量结果。     

Performance of a tilt-compensating tube scanner in atomic force microscopy

A tube scanner is constructed which avoids tilting of the sample surface when areas at some distance off the tube axis are scanned. Such tilt occurs with conventional piezo tubes, causes distorted vertical scaling, and limits the field of view to a few μm. These problems are partly overcome with a new design, which also uses a single tube, but with eight-segmented electrodes. It can be thought of being constructed of two four-segmented, conventional tubes, with the x- and y-sections in the two parts being connected crosswise. While no additional voltage supply is needed, the tube is forming an s-like shape, such that the bending of one half of the tube is compensated by a similar bending, but in the opposite direction, of the other half. Moreover, the displacement of the sample surface in z-direction can be compensated quantitatively by suitable compression or dilatation of the tube, which can always be calculated from the known lateral displacement of the axis. The performance of this scanner is demonstrated on steps of a calibration replica.     

自由锻造操作机冗余驱动系统的驱动力分配与协调

建立了自由锻造操作机提升系统冗余驱动机构的逆动力学模型,分析了运动协调、运动不协调、布置关节轴承协调运动3种工况下提升系统的驱动力分配情况.得到了3种工况驱动力分配与运动误差之间的关系,通过3种工况的对比分析了关节轴承的协调效果,并进一步分析了提升系统的自调特性.对现有操作机设计的合理性进行了分析,为今后新型操作机的设计打下了基础.     

极限恢复力微型活塞回位弹簧设计与制造

介绍一种微型活塞回位圆柱压缩弹簧的设计与制造方法。该微型活塞回位圆柱压缩弹簧采用内置式结构,弹簧经强压处理,具有极限恢复力,使其体积小,重量轻,恢复力大。     

胶囊机器人磁驱动力建模与测量

可吞式无线磁驱胶囊机器人在胃肠道内的诊疗效果与机器人受到的外部磁驱动力密切相关。本文建立了外部磁驱动力的理论模型,基于等效磁荷模型推导了两径向充磁环形永磁体相互作用的数学表达式,采用自适应递归式计算方法开展了数值计算。此外,发展了环形永磁体间磁力实时测量方法,并开发了磁力-间距同步测量仪器开展实验研究,且建立了3D环形永磁体有限元仿真模型。实验测量磁力-间距关系曲线与理论计算和有限元仿真结果吻合较好,误差小于4%,验证了理论模型和有限元仿真模型的准确性和可靠性。通过参数分析,揭示了胶囊机器人内置永磁体长度、厚度和体积对磁力的影响规律。研究结果为精准驱动胶囊机器人在胃肠道内运动奠定了理论基础。     

Research on the parallel load sharing principle of a novel self-decoupled piezoelectric six-dimensional force sensor

This paper presents a novel integrated piezoelectric six-dimensional force sensor which can realize dynamic measurement of multi-dimensional space load. Firstly, the composition of the sensor, the spatial layout of force-sensitive components, and measurement principle are analyzed and designed. There is no interference of piezoelectric six-dimensional force sensor in theoretical analysis. Based on the principle of actual work and deformation compatibility coherence, this paper deduces the parallel load sharing principle of the piezoelectric six-dimensional force sensor. The main effect factors which affect the load sharing ratio are obtained. The finite element model of the piezoelectric six-dimensional force sensor is established. In order to verify the load sharing principle of the sensor, a load sharing test device of piezoelectric force sensor is designed and fabricated. The load sharing experimental platform is set up. The experimental results are in accordance with the theoretical analysis and simulation results. The experiments show that the multi-dimensional and heavy force measurement can be realized by the parallel arrangement of the load sharing ring and the force sensitive element in the novel integrated piezoelectric six-dimensional force sensor. The ideal load sharing effect of the sensor can be achieved by appropriate size parameters. This paper has an important guide for the design of the force measuring device according to the load sharing mode.