改进型管道清灰机器人系统研究

在原管道清灰机器人的基础上,提出了改进型管道清灰机器人系统设计,采用三履带足的行走装置,由撑开机构带动履带足撑开或缩回从而适应管径的变化。分析了改进型管道清灰机器人工作原理,以及撑开机构和卸料机构运动特性,给出了撑开机构和卸料机构的几种特殊位置,并提出了机器人的控制方案。     

管道清灰机器人操作臂优化设计模型的建立

为使管道清灰机器人操作臂机构的优化设计过程简化,经分析管道清灰机器人操作臂的特点,将其分解为六连杆转斗机构和举升机构两大功能相对独立的子机构。通过选取对操作臂性能影响最大的初始铲取位置时的传动比的倒数为目标函数,以边界约束、性能约束、运动协调性约束、油缸稳定性约束等为条件,建立了管道清灰机器人操作臂优化设计数学模型。应用Matlab/Simulink软件编制了优化计算程序,分析得到了管道清灰机器人操作臂的优化尺寸参数。为管道清灰机器人的整体优化提供了思路,同时,为今后此类六杆机构的设计提供一定的理论依据和方法。     

水平管道清灰装置的设计

本文阐述水平管道清灰装置的工作原理，该装置由刮灰器，钢丝绳，换向滑轮和驱动滚筒组成，可以清除粉尘气流沉积的管道内壁的积灰，清灰效率高，文中给出气源总压力满足使用条件前提下，介绍本装置设计的技术关键，最后给出了算例。     

管道机器人自主导航系统设计

针对目前管道机器人的自主运动能力不足,本文设计了基于DSP的管道机器人运动控制硬件系统,通过多个简单传感器信息的融合,采用分层模糊控制方法,实现了机器人在管道中的自主导航。实验结果表明:控制精度可以满足机器人检测管道和清洗管道的需要,机器人自主控制具有较好的适应性和鲁棒性。     

基于NSGA-Ⅱ算法的管道清灰机器人变径机构优化

管道清灰机器人变径机构尺度影响机构的运动性能及驱动性能,变径机构尺度优化可有效解决尺寸综合问题。提出了变径机构多目标尺度综合,以变径机构关键零件受力和驱动件运动范围为优化目标建立优化模型,基于快速含有精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解多目标优化Pareto最优解。计算结果表明:多目标优化后的变径机构在力学性能和运动范围上优于经验设计,不需重复计算可根据设计要求和工程经验权衡选取满足不同要求的优化结果。     

PR—1履带式管道机器人双控制系统的设计与实现

介绍了PR－1管道机器人的系统结构以及可切换手动、机动双控制系统,并出了控制系统的硬件原理图和软件框图,实验结果表明系统运行状态良好,有很高的可行性和实用价值。     

管道缺陷超声波内检测机器人运动特性仿真

利用超声波测距进行管道内缺陷检测时,为了保证机器人的检测精度,需使其运行时始终与管道同轴。分析机器人的运动学关系,利用Pro/E、ADAMS进行机器人在不同弹簧刚度系数K和预紧力下的运动学仿真研究。通过分析机器人质心的位移、动能曲线、弹簧受力的变化情况,得出机器人在不同弹簧刚度K值和预紧力下的运动状态。仿真结果表明,在质心偏离管道轴线小于0.5 mm前提下,机器人弹簧刚度系数的取值为120 N/mm,机器人运行平稳且满足检测精度。     

自适应管道机器人驱动系统设计

通过对自适应管道机器人驱动系统的总体构架进行分析,详细介绍了驱动系统的弹簧预紧变径机构、三轴差速机构、行走驱动机构和辅助支撑机构的设计。使得所设计的管道机器人具备管径自适应特性和自主差速特性,并可根据弯道内部环境自主改变各驱动轮的速比关系,顺利通过弯管和尺寸不规则的管道。     

光传输管道清洗机器人控制系统设计与研究

在对光传输管道的结构特点进行调研分析基础上,对用于清洗此类管道的机器人控制系统进行了研究。设计了包括视觉系统和机器人行走控制两部分的运动控制系统。视觉系统负责采集数据并对数据进行处理后计算机器人的偏移量和偏移角度;机器人行走控制主要由纠偏控制与舵角控制两部分构成,形成一个以舵角为被控对象的闭环控制系统,基于视觉系统实时获取的偏差信息,通过控制算法进行在线实时纠偏,不断消除位姿偏差达到机器人跟随管道中心线的目的。该机器人运动过程匀速、平稳,结构简单,控制灵活,系统工作稳定,在直线行走过程中,行走10m后机器人距离中心偏差≤1cm,其为进一步对光传输管道的污染控制进行研究提供了平台。     

五自由度教学机器人的运动学分析及仿真

使用常规的D-H参数法对五自由度教学型机器人进行了运动学分析.在此基础上,利用MATLAB中的SimMechanics工具箱结合Simulink软件包,建立了机器人运动学仿真模型,仿真实验表明,该模型可以方便地得到机器人的运动轨迹及坐标参数,并可以直观地观察机器人的动态运动过程,有利于机器人的分析和优化设计.     

基于机械臂的运动学研究与应用

传统的机械臂控制算法都需要进行运动学的正解与逆解。通过这两种方法进行直角坐标和关节坐标两者之间的转换,然后通过关节空间的轨迹规划过程给出各个关节电机的进给量,驱动其运动,完成既定的动作。然而,运动学的正逆解需要进行大量的数学运算。因此不但对硬件要求高,而且花费时间长,影响了实时性。有鉴于此,研究针对后三关节交于一点的六自由度机器人,利用旋量理论建立运动模型,成功实现六自由度机器人的运动控制。     

机器人逆标定方法研究

在分析传统机器人位姿标定方法的基础上,提出了一种新的机器人标定方法:基于神经网络的逆标定方法。这种标定方法把机器人关节角和相应的误差分别作为前馈神经网络的输入和输出来训练网络,从而实时获得机器人任意关节角的误差值,通过修改关节值来提高机器人的位姿精度。仿真和试验结果均证明了这种方法的有效性。。     

脉冲袋式除尘器清灰系统设计

脉冲清灰除尘器在许多企业中得到广泛应用 ,清灰系统是其关键 ,清灰系统的设计对除尘器来说十分重要。     

基于Pro/E和ADAMS的机器人虚拟设计与仿真

用Pro/E建立的机器人虚拟装配模型导入ADAMS中,与机器人末端固结的点MARK-ER_40沿着设定的直线方向直线运动后,进行了机器人逆运动学分析,包括MARKER_40点的速度、加速度的分析以及小臂转轴的角速度、角加速度的分析.通过对机器人的逆运动学问题进行分析,得到的仿真曲线为控制机器人的运动和路径规划提供教据参数.     

码垛机器人机构设计与运动学研究

针对物流自动化行业中对箱包高速码垛的需求,研制了一种码垛机器人机构.并依据搬运机器人的性能要求,设计一种四自由度的码垛机器人.重点对码垛机器人的运动学分析了研究,推导运动学正反解方程及最大工作空间的判断且规划了运动路径,在运动过程中通过码垛关键参数的输入和码垛空间的判断,最后进行了图形仿真,验证了运动轨迹的正确性,实验结果证明所设计的机器人已可满足在物流自动化的目标要求.     

模块化可重构足式仿生机器人设计

在应用仿生学原理和拓扑理论对足类生物骨骼结构进行简化和模块化分的基础上,开发了一套模块化可重构足式机器人系统,此套系统能够构造出多种不同构形的足式机器人,并且由于采用了均一化的设计,在一定程度上降低了生产成本。     

PUMA机器人的精度设计

分析了PRMA机器人末端末架的位置和姿势误差的影响因素和各因素影响效果的相互关系,介绍了机器人臂的精度设计方法。     

Design of a high-impact survivable robot

This paper presents the design, construction, and testing of a two-wheeled low-cost mobile robot platform that has high survivability when subjected to large impact forces and general rough handling. The design of the drive transmission system and integrated suspension system is developed, along with general equations of motion describing their dynamics. Analyses were conducted to insure stability of the various subsystems and optimize parameters for the desired vibration characteristics. Equations of motion were also developed to describe the rocking chassis phenomenon inherent to the two-wheeled design. A flywheel compensation scheme which helps eliminate the rocking chassis problem is also outlined. An impact analysis combining theory and empirical data was used to predict the survivability threshold. Finally, three series of experiments were conducted, with the first two followed by design improvements. In contrast to currently available commercial robots, our new design employs a flexible mechanical platform capable of absorbing energy during high load impacts. This design was substantiated during the final tests when the robot survived a third story drop without any damage.