高压巡线机器人的设计与实现

针对110 kV输电线路具有防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、跳线、转弯等诸多障碍,线路与障碍物的相对位姿和形态不是非常固定的特点,首先设计出了一种全新的巡线机器人的机械结构,并对该结构的各个组成部分进行了详细的说明;然后,对巡线机器人的控制系统进行了设计。本体控制系统采用两级分布式计算机控制结构,规划级用于机器人管理和路径规划,直接控制级用于机器人的姿态和运动控制。实验线路上的运行表明,机器人较好地实现了自主越障,能够完成规定的巡检任务。     

输电线路巡检机器人越障控制研究

介绍了超高压输电线路巡检机器人越障控制方法。根据巡检作业任务的要求，采用遥控与局部自主控制相结合的方法,实现了巡检机器人沿线行走及跨越障碍的功能。采用基于单目摄像头定位和视觉伺服的方法，实现了巡检机器人的自主越障控制。实验结果表明，该机器人可沿线行走并自主跨越障碍，从而验证了控制系统设计的有效性与合理性。     

面向断股补修任务的输电线维护机器人设计

输电系统中,架空地线断股是一种严重的线路故障,人工开展断股补修工作强度高,风险大。介绍了一种输电线维护机器人用于完成断股补修维护任务。该机器人采用视觉检测方法完成输电线路环境状态的检测,并根据当前所处环境状态完成合理的任务规划。机器人平台可以按照规划携带专用维护工具沿线路行走,跨越防振锤障碍靠近断股故障,并通过专用维护工具实现断股的复位与紧固。最后,机器人设计的合理性,基于环境状态检测的机器人任务规划的有效性与稳定性都通过实验得以验证。     

轮组式爬楼机器人的设计与实现

爬楼机器人是一种能适应多种参数楼梯及复杂障碍的移动式机器人。本设计通过轮组交替变换的方式实现机器人的爬楼功能,系统应用无线远程控制模式,采用PWM调速实现机器人的行进控制,通过步进电机驱动实现爬楼和越障功能。本文完成了对爬楼机器人的硬件系统和软件控制程序设计,并通过实物验证了设计方案的可行性和实用性。     

基于DDPG的爬塔机器人越障决策控制方法研究

使用爬塔机器人完成高压输电铁塔的检修维护任务,要求机器人具有适应不同障碍环境的自动爬塔能力。不同铁塔的障碍大小、分布存在差异,传统预设逻辑的控制方法难以适应这种多样性,因此,提出了基于DDPG的越障控制方法。DDPG算法会根据机器人状态和环境感知系统获取周身障碍环境,进而探索不同机器人动作,并根据奖励信号调整确定最终的越障策略;同时基于机器人结构和任务需求设计行为树,将DDPG确定的策略映射到行为树节点上,实现具体的机器人动作。这种控制方法既能保证高层越障策略的灵活性,又允许机器人按照既定流程执行底层控制动作。通过实验证明了该方法有效提高了爬塔机器人的自主性和适应性。     

输电线巡检机器人越障机理与试验

分析超高压输电线路架空地线上的障碍物类型以及跨越这些障碍的过程.可以发现,巡检机器人采用双臂交替跨越障碍,越障过程简单.但是由于受巡检机器人自身重力偏矩的影响和手臂长度尺寸的限制,当单臂悬架在架空地线上时,导致巡检机器人本体倾斜,另一手臂完成脱线和上线任务变得十分困难,有时甚至造成越障失败.为了解决上述问题,提出质量调节的控制方法.该方法通过调节巡检机器人的质心,使巡检机器人的本体保持水平状态.为了验证质量调节控制方法的正确性,采用Lagrange方法建立巡检机器人动力学模型,通过仿真试验、实验室模拟实际架空地线试验以及超高压实际现场试验说明了提出方法的可行性.     

一种能跨越水平窗框障碍的玻璃幕墙清洗机器人的设计

介绍了一种壁面适应性较强,能跨越水平窗框障碍的多吸盘吸附式玻璃壁面清洗机器人系统,并对其控制系统进行了研究.机器人在楼顶卷扬机的牵引作用下依靠自身重力沿壁面下滑完成清洗作业,通过多负压吸盘的交替吸附达到跨越水平窗框障碍的目的,并提出了理想密封系统的模型.     

虚拟环境下机器人远程控制

结合虚拟环境技术与远程机器人控制技术，设计开发了一个基于虚拟环境的机器人远程控制系统，实现了通过识别语音控制命令，控制虚拟机器人动作，带动远程机器人完成语音内容相应的动作，并进行机器人动作的固体反馈。通过对真实机器人控制的系统运行，表明该控制系统的有效性。     

一种双负压吸盘壁面清洗机器人及其控制系统研究

介绍了一种壁面适应性较强，能跨越水平窗框类障碍的双吸盘吸附式玻璃壁面清洗机器人系统，对其控制系统进行了研究，并对机器人的越障过程进行了分析。试验表明，该清洗机器人机构简单、控制可靠、清洗效果好，具有一定推广价值。     

质心调节式巡线机器人机械本体的结构设计

依据高压输电线路特点及巡检要求,设计了一种质心可调节的巡线机器人机械本体的结构,满足在线行走和跨越简单障碍的性能,具有一定的爬坡能力。运用CAD和UG软件对巡线机器人进行二维图纸绘制和三维建模工作,经过反复的结构优化,最终完成了巡线机器人的机械本体结构的设计。     

高压输电线路自动巡检机器人的研制与开发

本文介绍了一种沿高压电力线行走并自动跨越障碍的巡检机器人，对其机械结构和越障过程做了阐述，并介绍了其控制系统的设计。该机器人结构简单可靠，能够实现自动检测和跨越障碍等功能，可部分代替人工巡线，具有较为广阔的应用前景。     

基于鼓点自由识别的小型跳舞机器人

以C8051F310单片机为控制器的核心,制作出了动作灵活、价格低廉、以及模块化结构的跳舞机器人。阐述了该跳舞机器人的总体方案设计、控制系统、控制算法和鼓点识别硬件电路。     

基于模块化控制的配电终端智能调试机器人控制系统

提出了基于模块化控制设计一种配电终端智能调试机器人控制系统。首先,采用通信模块与数据采集模块获得智能调试机器人的数据信息,通过传感器等设备将数据传输给主控制模块;然后,汇总相关数据信息,并在主控模块下达指令对配电终端智能调试机器人进行控制;最后,通过模块化使机器人控制系统实现动态避障与最短路径规划。实验结果表明,该系统实际调试配电终端时能够平滑稳定的控制机械手完成调试工作,同时具有良好的避障效果,配电终端调试效率高。     

阶梯攀爬机器人结构及控制方案设计

针对阶梯攀爬机器人工作过程中的楼梯攀爬及避障问题,对阶梯攀爬机器人机械结构、机器人阶梯攀爬方式、差速驱动方式下机器人运动方程进行了分析,对阶梯攀爬机器人行驶过程中障碍物检测、避障控制策略进行了研究;基于模糊控制原理,建立了阶梯攀爬机器人模糊避障规则,提出了一种基于MC9S12XS128单片机以及超声波传感器的阶梯攀爬机器人障碍物检测、避障及楼梯攀爬控制系统,并利用所研制的阶梯攀爬机器人样机进行了机器人避障、楼梯攀爬测试。测试结果表明,基于变形轮与行星轮相结合的阶梯攀爬机器人机构可以实现阶梯攀爬机器人避障及攀爬楼梯的功能,控制系统可以准确、迅速判断障碍物以及楼梯所处位置,并依据所建立模糊避障规则完成避障及楼梯攀爬任务。     

一种新型的爬楼梯机器人

研制了一种利用平行四边形变形特点,实现上下楼梯功能的机器人,用于楼道、墙面自动吸尘器。该机器人结构紧凑、体积小、重量轻、操作方便,爬楼梯速度快、平稳可靠,采用单片机控制系统,用以协调整个系统的行走、转向等动作,实现全工作过程的自动化。实验结果验证平行四边形机构机器人具有较强的越障能力和路面适应能力。     

具有避障的机器人集群系统分布式编队控制

针对具有线性二阶积分运动学模型的机器人集群系统,基于机器人之间的相对状态信息设计了分布式编队控制器.通过变量替换,将机器人集群系统的编队问题转换为一致性控制问题,推导得到了机器人集群系统实现期望编队队形的充分性条件.利用人工势场函数的方法,设计了具有避障功能的机器人编队控制器.最后,仿真实验证明,机器人集群系统实现编队并能够避免与障碍物发生碰撞.     

一种履带式移动机器人的控制系统设计

针对一辆无刷电机驱动的履带式移动机器人BHTR-1,对其包括运动控制系统、信息检测系统、无线遥控系统等各部分在内的控制系统进行了设计。运动控制部分采用以DSP LF2407A为主控芯片、以无刷电机专用芯片MC33035和驱动桥MPM3003为电机驱动控制的方案;信息检测系统采用红外传感器来检测环境障碍信息,并安装无线视频设备用以监控机器人运行环境;无线遥控系统采用摇杆式脉宽比例调节方式来实现对机器人的调速及其他运动控制。     

移动教学机器人设计

设计研发了一款用于教学和竞赛的移动机器人平台。介绍了该机器人的系统设计方案、机械结构和硬件组成。机器人实现了避障寻迹以及机械臂的运动抓取等功能,验证了设计的合理性和可行性。     

输电线巡检机器人障碍物定位与识别

针对巡检机器人运行中对线路障碍物的自主定位与识别,分析了巡检机器人自主运行中对障碍物信息感知的精度和实时性要求,提出了一种用于线路障碍物定位与识别的多传感器集成结构,并介绍了各个阶段的障碍物定位与识别算法.实验表明该方法可以实现机器人稳定自主行驶、可靠定位与识别障碍物,满足各阶段机器人对障碍物信息感知的精度和实时性要求...