可变直径轮月球探测车及其越障能力分析

设计了一种车轮直径可变的月球探测车,由装在轮毂内的电机驱动车轮收缩和张开.车轮直径变化范围为200～390mm.应用地面力学方程和月球表层土壤(以下简称月壤)参数计算预测了车轮的挂钩牵引力.并由探测车的准静态力学方程得到了车轮的越障阻力,提出了一种新的算法,考虑后轮和松软路面的作用,得到了前车轮最大越障高度与车轮直径变化之间的关系.分析表明,可变直径车轮使月球探测车具有更好的通过性能.     

履带式复合机器人的越障仿真

为研究越障机器人能否成功越障,在Recurdyn环境下建立了主从履带复合式越障机器人的虚拟样机平台,分析了该机器人翻越台阶时的重心变化规律及重心轨迹算法,根据越障高度设计适应台阶的机器人越障姿态和动作序列,并在Recurdyn中实现,通过仿真验证其可行性,验证重心轨迹是越障能否成功的关键影响因素.     

内外混合驱动球形机器人越障运动性能分析

应用机器人重心偏移力偶驱动的方法,设计了一种内外混合驱动球形机器人装置,并制作了该机器人的试验样机。根据力矩平衡原理,对于风驱动、内驱动和内外同时驱动的不同驱动方式,建立了描述球形机器人越障运动性能的约束方程,得出了风速、地形倾角、障碍物高度、球体配重、球体尺寸及质量等各参数之间的关系。编制了越障运动分析程序,运动仿真实例表明了该越障运动分析结论的正确性。     

一种履带式机器人设计及其越障分析

针对核工业管道内壁情况的检测,设计了一种六履带四摆臂式移动机器人.该机器人具有越障、跨沟、无线遥控和图像采集等功能.详细介绍了履带式机器人机械结构和控制系统的设计过程,并对制作的机器人进行了越障性能分析和相关实验验证.     

全驱动六轮悬挂摇臂式机器人的设计及其越障性能分析

设计了一种全驱动六轮悬挂摇臂式智能移动机器人,对机器人的硬件和软件设计进行了介绍,并制做出了实验样机。通过对机器人结构的建模和理论分析,对其越障性能进行了深入的研究;实验证明,该机器人具有良好的越障能力,可作为执行搜救、信息探测和排爆等特殊任务的移动平台,具有良好的发展前景。     

八轮式爬楼越障机器人设计与仿真分析

以移动机器人为研究对象,提出了一种以多组四杆机构为基础的八轮式爬楼越障机器人,机器人整个悬架结构呈对称式分布且载荷平台为整体式,控制和结构简单、具备承载能力且越障性能高。对机器人进行了整体方案设计、稳定角分析和越障仿真,对越障机构进行运动学分析以及优化得到了优化的轨迹图形,验证了机器人结构的合理性和稳定性,并通过样机实验验证了机器人承载和越障的稳定性,得到了机器人负载、越障高度和爬坡角度等基本性能参数。     

一种弹跳机器人的越障性能仿真分析

针对一种弹跳机器人,结合仿真得到一种定量分析机器人越障性能的计算方法,并通过该方法得到影响跳跃性能的参数。最后给出通过调整结构参数改变机器人跳跃性能的两种方法。     

AGV机器人越障与爬坡驱动力计算分析

针对目前市场上应用广泛的AGV机器人更新换代迅速,相应的AGV机器人设计迭代也需要非常快速,以常见的四轮驱动AGV机器人为研究对象,在分析平地行驶、爬坡行驶、越障行驶3种常见行驶条件下,AGV机器人正常行驶的动力要求,建立在不同工况下的力学模型,并对AGV机器人驱动轮进行受力分析,获得了AGV机器人在正常行驶下平地、越障与爬坡的最小动力需求,并以市场上中菱科技4寸微型机器人轮毂电机产品为验证对象,通过获得的AGV机器人在平地行驶与爬坡行驶两种工况下驱动力理论计算方法,利用中菱科技产品的参数反向校验AGV机器人驱动力计算方法的正确性,为后续市场中根据需求进行AGV机器人产品快速迭代,进行的AGV机器人的动力设计选型提供理论依据。     

全驱动轮腿式机器人越障动力学建模与仿真分析

针对非结构化环境,设计了一种全驱动轮腿式移动平台。首先设计了移动平台的整体结构,并优化了越障杆的数量。通过分析机器人跨越垂直障碍的过程,进而建立越障过程的动力学模型,该模型体现了运动状态以及重心分布对电机输出力矩的影响;利用该动力学模型分析附着系数、移动平台重心、移动平台速度、障碍物高度等因素对电机最大输出力矩的影响。最后计算该机器人的最大越障高度,并用ADAMS仿真验证,为提高机器人适应非结构化环境提供理论依据。     

四连杆变形履带式机器人的越障性能分析

提出了一种基于四连杆机构的微小型履带式机器人结构,通过履带变形实现了机器人重心的偏移,有利于机器人的越障。采用数值计算方法着重分析了其翻越垂直路障的性能,并使用RecurDyn进行了虚拟样机运动学仿真。仿真结果和物理样机试验表明,机器人具有良好的垂直障碍通过能力。     

具有闭环构型的机器人动力学分析与实验研究

以天津市机器人公司的JSRI型喷涂机器人为研究对象,动态测试了JSR—I机器人的关节力矩,同时应用Kane-Huston的多体动力学理论,建立了机器人动力学模型,为机器人的结构设计提供依据。     

四足机器人结构设计与运动学分析

通过对四足哺乳类动物的结构简化,确立四足机器人结构框架,并建立该机器人的运动学模型.对四足机器人的关节运动进行轨迹设计,同时利用ADAMS软件建立四足机器人的虚拟样机,仿真结果验证了运动学数学建模的正确性及结构设计的合理性.     

具有转向能力的管内机器人的研究及发展

随着管道结构的复杂化,管内机器人的转向能力受到越来越多的重视,已成为评价管内机器人运动性能的指标之一.通过阐述管内机器人的转向能力,介绍了在管内中的转向方式-铰链式、差动驱动式和蠕动式,详细分析了当前国内外几种典型的具有转向能力的管内机器人的结构特点及转向特性.进一步总结出影响转向能力的关键技术,并对其发展趋势作了展望.     

Nanoparticle shape and configuration analysis by transmission electron tomography

Tomographic reconstruction by transmission electron microscopy is used to reveal three‐dimensional nanoparticle shapes and the stacking configurations of nanoparticle ensembles. Reconstructions are generated from bright‐field image tilt series, with a sample tilt range up to ± 70°, using single or dual tilt axes. We demonstrate the feasibility of this technique for the analysis of nanomaterials, using appropriate acquisition conditions. Tomography reveals both cubic and hexagonal close‐packing configurations in multi‐layered arrays of size‐selected In nanospheres. By tomography and phase‐contrast lattice imaging, we relate the three‐dimensional shape of PbSe octahedral nanoparticles to the underlying crystal structure. We also confirm simple‐cubic packing in multi‐layers of PbSe nanocubes and see evidence that the particle shapes have cubic symmetry. The shapes of TiO₂ nanorod bundles are shown by tomographic reconstruction to resemble flattened ellipsoids.     

六足机器人整机运动学分析及构型选择

六足机器人整机构型设计和整机运动学模型是机器人样机研制和行为控制的基础。利用GF集理论阐明了六足机器人整机构型设计的实质即为解决机械腿在机身平台上的布局问题,并基于仿生学原理给出了5种整机构型。介绍了一种三自由度并联驱动腿部机构,并利用闭环矢量链及求导的方法建立了基于该腿部机构的六足机器人整机运动学模型。本文给出了六足机器人整机运动学理论及仿真算例,推导出了速度、加速度的理论值及仿真值的拟合图。拟合结果表明:角速度、角加速度的理论值与仿真值的最大误差量级分别为10~(-2)(°)/s和10~(-3)(°)/s~2,验证了理论模型的正确性。基于该理论模型,绘制了不同构型下该并联驱动腿的六足机器人的工作空间分布图,选择了工作空间较大的两种整机构型,并对这两种构型下的六足机器人的运动学性能进行对比分析,选择了一种能够更好发挥该腿部机构综合运动能力的整机构型。本文的研究为该六足机器人的后续研究奠定了理论基础。所使用的整机运动学建模方法对其他六足机器人也实用。     

一种3自由度并联柔索驱动机器人的变刚度特性研究

以一种3自由度并联驱动机器人为研究对象,研究这种机器人的变刚度特性.从操作臂的静力学出发,对并联柔索驱动机器人的刚度进行了分析得到刚度公式.从得到的公式可以看出,操作臂的刚度不仅与各分支的刚度有关,与操作臂位姿有关,还与张紧柔索的张紧力有关.在机器人各分支上串联刚度较低的弹簧后做刚度实验,试验结果验证了对刚度理论分析所得的结论.     

破拆救援机器人关键技术

根据机器人在灾难救援过程中的作用不同,对国内外救援机器人研究领域取得的进展及研究现状进行综述.研究表明,目前搜救机器人和搬运机器人不具备对灾后危险建筑物或废墟的智能破碎与拆除能力,提出将机器人技术与工程机械技术有机融合,进行液压驱动的大功率破拆救援机器人研究,归纳了破拆救援机器人研究的关键技术,指出研究面临的主要问题.     

基于ADAMS变胞机器人构态变换研究

变胞机构广泛应用于制造业和机器人业。根据变胞机构的运动原理,针对具有三个构态的变胞机器人进行构态变换研究。在UG中建立三维模型,利用ADAMS软件对这三个构态进行构态变换仿真,得到了构态一向构态二和向构态三变换时Y方向位移、速度、加速度、动能曲线。构态一向构态二变换时有柔性冲击,需要控制其变换以减少柔性冲击;构态一向构态三变换时比较平稳。     

Motion capability analysis of a quadruped robot as a parallel manipulator

This paper presents the forward and inverse displacement analysis of a quadruped robot MANA as a parallel manipulator in quadruple stance phase, which is used to obtain the workspace and control the motion of the body. The robot MANA designed on the basis of the structure of quadruped mammal is able to not only walk and turn in the uneven terrain, but also accomplish various manipulating tasks as a parallel manipulator in quadruple stance phase. The latter will be the focus of this paper, however. For this purpose, the leg kinematics is primarily analyzed, which lays the foundation on the gait planning in terms of locomotion and body kinematics analysis as a parallel manipulator. When all four feet of the robot contact on the ground, by assuming there is no slipping at the feet, each contacting point is treated as a passive spherical joint and the kinematic model of parallel manipulator is established. The method for choosing six non-redundant actuated joints for the parallel manipulator from all twelve optional joints is elaborated. The inverse and forward displacement analysis of the parallel manipulator is carried out using the method of coordinate transformation. Finally, based on the inverse and forward kinematic model, two issues on obtaining the reachable workspace of parallel manipulator and planning the motion of the body are implemented and verified by ADAMS simulation.     

6自由度机器人奇异形位分析及仿真

通过对6R机器人奇异形位形成条件的分析，把机器人奇异形位分为结构边界奇异、边界奇异、内部奇异和腕部奇异四种情况。在对边界奇异进行了详细分析的基础上，对每一情况给出了计算机仿真结果，获得了直观的边界奇异表达。