电力铁塔攀爬机器人夹持机构设计与分析

根据对电力铁塔攀爬机器人夹持机构的运动和受力分析,提出并设计了一种新型双V字夹持机构,其夹持爪V形槽角度固定,大小可变,双爪联动可从多个方向对不同规格角钢夹持。建立了机构CAD模型及数学模型,并对夹持力进行了动力学仿真。实验室样机试验,结果验证了这种夹持机构能够从多个方向对宽度从80-220mm不同规格的角钢进行可靠夹持,为攀爬机器人在电力铁塔移动提供可靠的夹持力。     

输电铁塔损伤检测机器人攀爬越障部分的结构优化设计

针对灾后输电铁塔的损坏情况及输电铁塔安全检测的需求,介绍了一种灾后输电铁塔损伤检测机器人攀爬越障部分的机构设计和各机构的工作原理,分析了该机器人攀爬越障部分的运动过程。通过Pro／E仿真模拟和慧鱼模型制作试验．证实该机器人能在输电铁塔上攀爬,可自主越障,具有良好工作性能。该机器人能替代人工上塔检修,提高检修工作安全性。     

基于Android端的电力GIS巡检机器人控制系统设计

Android系统是现在使用最多的移动操作系统,能够弥补传统基于PC端的工业控制的诸多缺陷,基于此, 本文面向电力系统GIS设备检修任务提出一种基于Android端的GIS巡检机器人新型控制系统,设计机器人的硬件控 制系统,开发Android软件人机交互平台,在Android移动设备上实现机器人的远程控制。同时,对所设计的GIS巡 检机器人控制系统进行调试与结果分析。实验测试结果验证了基于Android端的机器人控制系统能够满足电力系统 GIS设备的巡检作业需求。最后,通过硬件系统、软件系统、机械系统集成设计开发出电力GIS巡检机器人物理样 机,相比传统的基于PC端的机器人控制系统,基于Android端的机器人控制系统工程实用性更强、通用性更好,便 于二次开发,具有较强的推广和应用价值。     

电力绝缘子智能除污机器人机械系统设计 与轨迹规划研究

摘 要：特高压支柱绝缘子是换流站中的重要设备,长期恶劣的服役环境使得绝缘子盘面大量积污,严重影响 绝缘子的电气绝缘性能,因此定期对特高压支柱绝缘子的清洗作业是电力系统的一项常规作业仸务,针对支柱 绝缘子人工清洗作业效率低、劳动强度大及对于较高的绝缘子人工无法到达作业空间等问题,本文开发了一种 特高压支柱绝缘子除污机器人。首先根据作业仸务分析,设计了机器人的虚拟样机模型及其成套末端清洗机构, 利用 D-H 坐标法建立了机器人的机械臂的运动学模型,基于该模型在 MATLAB 软件中对末端可达作业空间进行 了仿真实验,得到末端空间的运动轨迹图,从而优化机械臂的结构参数。最后,通过系统集成设计开发了特高 压支柱绝缘子除污机器人物理样机系统,并进行了现场作业试验,通过现场试验验证了机器人机械结构和末端 设计的合理性与工程实用性。本文相关内容的研究对于推动配网智能运维管理具有较强的理论意义与实际应用 价值。     

电力GIS巡检机器人沿狭小空间管道内壁攀爬特性分析

提出了一种利用GIS巡检机器人进入GIS管道进行巡视和检修作业的新方法,首先给出了GIS巡检机器人的基本结构,GIS巡检机器人要实现整个GIS装备内部无盲区的检修作业,要求机器人能够沿着内壁管道进行攀爬作业。本文建立了GIS巡检机器人沿管道内部的底端、顶端、左右壁面、一般壁面进行攀爬的受力分析平衡模型,并基于该模型对机器人的沿内壁攀爬特性进行了理论分析,得到了作业环境参数、机器人机械结构参数和电气控制参数三者之间耦合关系模型,基于此为GIS巡检机器人的系统优化设计奠定了理论基础。最后,开发了GIS巡检机器人物理样机系统,并在实际的GIS装备中进行了巡视和检修作业实验,获得了所需GIS巡检机器人攀爬性能。本文GIS巡检机器人攀爬特性的研究对于GIS巡检机器人系统的优化设计及其实用化研究具有重要理论意义与实际应用价值。     

挖掘机器人虚拟样机建模策略与仿真技术研究

为了全面分析挖掘机器人的综合性能,提出基于数字化虚拟样机的虚拟测试评估方法.以一台3.5 t试验型挖掘机器人为对象,系统研究挖掘机器人虚拟样机的子系统建模及模型集成技术.利用Pro/E和ADAMS软件建立机械子系统、液压子系统、伺服控制子系统、节能控制子系统以及土壤挖掘阻力模型,并在ADAMS环境中利用参数关联和模型集成技术,将各个子系统模型集成,构成机电液一体化的挖掘机器人虚拟样机模型.最后通过实验证明了样机模型的精确性.该集成样机模型能够代替实际物理样机对各个子系统的性能进行仿真分析,并从系统的角度对挖掘机器人的性能进行综合评估,提高了产品开发速度和精度,降低了开发成本.     

履带式变形机器人楼梯攀爬运动控制研究

针对楼梯等常见障碍物,提出了一种履带式变形机器人攀爬楼梯控制方法.对机器人运动控制系统进行总体设计,构建了机器人爬楼梯摆臂运动模型并研究了机器人爬楼梯控制策略,对机器人进行了整体测试和爬楼梯实验后,得到摆臂角度与电机速度之间的约束关系.结果 表明,履带式变形机器人爬楼梯台阶数实验误差较小,验证了设计的可行性.     

一种仿青蛙跳跃机器人虚拟样机建模

针对目前跳跃机器人模型,仿照青蛙的身体结构,依据其跳跃的特点设计了一种仿青蛙跳跃机器人的系统模型,并设计出了各部分整体结构,并在此基础上进行了机器人虚拟样机建模,该机器人模型具有很好的仿生学特征,其特点是体积小、重量轻,适应能力强.     

电力线路铁塔基础施工技术与质量控制的研究

造成电力线路铁塔基础浇筑后出现诸多问题,本文针对铁塔基础容易出现的裂缝问题分析其产生的原因,制定相关改进措施并在施工中加以控制,能较好的提高浇筑质量。     

世界海拔最高的电力铁塔正式放线

建于海拔5200多米的世界海拔最高的电力铁塔——唐古拉山口17基铁塔正式放线。这标志着青藏联网直流工程第7标段进入全线放线阶段,为确保青藏联网工程年底投产奠定了基础。     

井架攀爬机器人的设计与仿真

针对石油井架的工作环境,设计了一种井架爬行机器人,以代替人工完成井架攀爬和检测任务。首先,通过工作需求确定了机器人的结构;其次,根据D-H(Diffie-Hellman)参数法求解了机器人机械臂转动以及越障的运动学方程,采用蒙特卡洛法计算得到机器臂的运动空间;最后,利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)仿真得到攀爬机器人在静止检测时机械臂转动对履带车吸附稳定性的影响以及越障过程中电永磁吸附足的稳定性。研究结果表明,该井架攀爬机器人可以在井架上稳定工作,且速度快于同类爬行机器人,最大拖动负载为21 kg。在机械臂旋俯仰及旋转过程中,履带车质心的波动幅值均小于0.1 mm。越障过程中,前端电永磁吸附足均不会发生侧滑、倾覆以及下滑等现象。     

卡盘式电力铁塔嵌岩桩的数值模拟分析

针对山区地质地貌特征,提出了用于电力铁塔的新型卡盘式桩。用有限元方法对比分析在2种不利工况下陡峭山坡上卡盘式桩和传统直柱式桩的承载形态。分析认为：卡盘式桩能有效改善桩体的抗拉拔能力,但对于抗压能力提高作用甚微;科学地认识桩-岩石界面特性是客观评估嵌岩桩承载力的前提。     

6-3-3并联机构物理样机结构优化

建立了6-3-3并联机构物理样机结构优化问题的数学模型,提出将有限元算法内嵌到优化算法中的优化模型求解思路.在ANSYS软件平台上,通过建立各零件参数化模型、定义设计变量、约束和目标函数等步骤,在其优化工具箱最终实现各零件结构参数的优化,为该机构物理样机的轻量化设计提供了理论依据.     

全方位移动下肢康复机器人的虚拟样机建模和仿真

通过对全方位移动康复机器人的运动学和动力学分析,建立机器人的动力学控制模型,同时采用虚拟样机技术建立机器人多刚体动力学三维模型,并通过定义输入输出变量及其接口,与Matlab软件进行机电一体化联合仿真．通过仿真表明康复机器人数学模型的正确性．     

电力线路巡检飞行机器人的轨迹平滑研究

研究了一种利用对称缓和曲线生成电力线路巡检飞行机器人平滑轨迹的方法。首先,利用坐标变换将机器人在三维空间中的运动映射到二维平面上;其次,在符合机器人理想运动学规律的基础上,阐述了使用对称缓和曲线进行轨迹平滑的方法,分析了机器人各运动参数约束关系对轨迹平滑的影响,解决了平滑轨迹偏离原始轨迹导致的安全性问题;最后,通过仿真实验证明了该方法的正确性和有效性。     

蛇形机器人结构设计与蜿蜒运动研究

基于生物蛇的结构特点,本文提出了一种新型蛇形机器人本体结构.利用MATLAB软件进行仿真,总结了各个参数对蛇形曲线形状的影响.在分析蛇形曲线的基础上,将蛇形曲线离散化并推导出了蛇形机器人蜿蜒运动控制方程.最后,通过蛇形机器人样机完成了蜿蜒运动实验.     

基于SolidWorks的摄影机器人虚拟设计与运动分析与运动分析

随着影视摄影技术快速发展,中国影视产业发展规模的日益扩大,传统的人工手动摇臂拍摄技术迫切需要进一步发展。将机器人技术与传统拍摄技术相结合,既可以达到拍摄质量要求,还可以提高拍摄效率,应用SolidWorks软件对摄影机器人进行虚拟样机设计,并利用motion模块对机器人进行运动仿真,缩短了设计周期,节约了研发费用,为日后进一步研制提供理论依据。     

油气管道爬行机器人的设计及仿真实验

针对新建无流体管道、非常规流体管道、分支管道和逆流体流向管道等特殊工况下,传统介质推动机器人无法完成作业的问题,对能够适应特殊管道工况的油气管道爬行机器人进行了研究,完成了一种气动式爬行机器人的详细设计,包括结构设计和控制系统设计等.利用ADAMS虚拟样机软件对油气管道爬行机器人在U型和90°管道的动力学进行了仿真分析.结果表明,该油气管道爬行机器人具有一定避障和过弯能力,可以完成油气管道特殊工况下的检测和维修.     

排爆作业机器人嵌入式半物理仿真系统

针对排爆机器人的作业需求,开发了一套由嵌入式系统及3D仿真平台组成的半物理仿真系统,对排爆机器人的典型操作任务——危险物探测、爆炸物处理等任务进行仿真实验.采用单片机开发排爆机器人的嵌入式控制系统,运行实际的轨迹规划与控制算法,并按真实的时序产生控制指令;采用VC和OSG软件开发3D实时仿真平台,该平台由动力学模型、系统3D几何模型、双目相机模型、传感器模型等组成,在一台PC机上运行;将嵌入式控制系统与3D仿真平台集成,进行典型工况的闭环控制仿真.仿真结果表明了该系统的有效性.     

下肢康复机器人机械结构设计及动力学仿真

为推动康复机器人发展,提高下肢康复训练水平,设计了一种新型下肢训练康复机器人的机械结构.设计采用新型全向移动平台机构,实现了平面内任意方向的运动,并且可以在移动过程中实现任意半径转弯.从运动学角度分析了轮速与机器人轨迹间的数学关系,并采用虚拟样机技术结合Pro/E与Adams联合建模仿真的方法,建立了精确可靠的虚拟样机模型.实验仿真结果表明,设计的虚拟样机模型与数学模型具有一致性,验证了该下肢康复机器人机械结构的实际可行性,为物理样机的建立提供了可靠依据.