救援机器人越障过程设计

介绍一种救援机器人.针对该机器人提出了基于最大越障高度和越障稳定性的越障过程,并对此过程中救援机器人的关键姿态进行分析,得出救援机器人的越障决策.     

三节履带式机器人越障分析

设计了一种三节履带式结构机器人,通过轴套轴结构实现了机器人的主运动和摆臂运动的同步进行,有利于机器人功能的实现。为分析机器人的越障性能,选择了阶梯、斜坡、沟道等典型障碍分析了机器人的运动机理及其越障能力,重点研究了机器人翻越阶梯时的运动机理及其越障能力。以三节履带式探测搜救机器人样机为例,分析了机器人仰角、摆臂摆角与越障高度的关系,并用MATLAB仿真得到阶梯高度函数以及相应关系曲线,求出了最大越障高度的理论值,并与实测数据进行了对比。推导出了机器人的最佳越障性能及对应的质心和摆臂的位置,为机器人越障时的控制提供理论依据。     

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。     

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。     

水下越障机器人结构设计及越障特性分析

针对海底特殊地形地貌,结合水下机器人行走机构研究现状,设计出一种新型水下行走机器人,并对机器人进行越障性能数学分析.该机器人克服了原有水下机器人易倾覆、越障能力差等缺点,采用前向四杆引导机构做越障引导机构,结合并联伸缩底盘和尾部平衡机构,以及自适应地面的履带足,可以翻越较高台阶和攀爬较大坡度斜坡,大大提高了机器人的越障能力和对复杂地面的适应能力.     

基于DSP的自主越障机器人控制系统设计

提出了一种基于DSP技术的移动机器人控制系统设计,该控制系统采用嵌入式工控机 DSP运动控制卡,较好地实现了机器人的实时控制.介绍了机器人的机械系统结构,基于嵌入式工控机和DSP运动控制卡的开放式控制系统的硬件组成和软件设计,以及基于无线通讯网络的遥操作技术.通过爬越台阶、楼梯等越障实验,验证了其自主越障能力和环境适应能力.     

蛇形机器人越障研究

多机器人协调与合作作为一种新的机器人应用形式日益引起国内外学术界的兴趣与关注,但多机器人协调越障一直是机器人研究领域的一个难点.在建立并分析单机器人模块的结构模型以及最大越障能力的基础上,建立了蛇形机器人的结构模型,提出了一种新的越障方法.以蛇形机器人的弯举机构中的舵机为主要动力,推进机构的驱动电机为辅进行越障,推导出蛇形机器人越障的具体过程.在理论上论证了蛇形机器人的越障能力随着机器人的个数增加而相应增强.最后通过试验验证了本方法的有效性.     

高机动性越障机器人运动学分析与轨迹控制研究

高机动性越障机器人运动控制要求能适应野外复杂、多变的地形环境,灵活、准确地绕过不可攀越障碍,按照路径规划给定的路径行进.本文通过对越障机器人的结构及车轮排布,对越障机器人的轨迹控制进行运动学分析,在运动学分析的基础上提出一种比较好的速度匹配控制方法,进而实现越障机器人的轨迹控制,实验结果表明越障机器人运动学分析和控制方法符合设计要求.     

攀爬蛇形机器人越障静态机理研究

介绍了蛇形机器人运动模式的研究现状并提出了一种进行外攀爬的蛇形机器人结构,该蛇形机器人有16个PR-T模块单元,P-R-T模块是一种在P-R模块的基础上添加一个平移运动组件的模块。这种结构使得该机器人姿态调整运动与前进运动分离开来,使机器人运动控制更加简便。基于这种结构对蛇形机器人进行了运动学建模,通过对其越障运动规划与各P-R关节位置及关节转角的分析,提出了一种攀爬蛇形机器人越障方法。通过MATLAB软件进行攀爬蛇形机器人越障仿真,验证了越障方法的正确性。     

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。     

磁悬浮巡检机器人越障结构设计及仿真

针对目前设计的架空高压巡检机器人越障步骤多,跨越障碍运行不稳定问题,提出一种基于磁悬浮运行方式的机械机构,该机构越障步骤少,越障过程平稳,可跨越间隔棒、防震锤和直线夹等障碍。该开合机构利用丝杆螺母实现机器人主体的张合运动,从而实现越障。对该机构进行运动学分析,验证了此设计的理论可行性;建立了巡检机器人的三维模型及障碍物模型,运用Solidworks Motion插件对巡检机器人越障进行仿真分析,并对越障机构的机械结构进行优化,通过对越障机构末端执行件弯连杆的速度与加速度曲线图分析,显示该越障机构可以较好地越过障碍。     

一种可变径轮腿式越障机器人的设计与研究

针对地面移动机器人在非结构化地形中越障存在的局限性，提出一种基于平面齿轮连杆杆组的可变径轮腿式越障机器人的设计方案。首先对越障机器人的变径机构在轮式和轮腿式两种模式之间的变换原理进行了介绍。当遇到障碍物时，变径机构可依据障碍物的高度来变换模式从而进行越障运动。在此基础上通过计算其变形比以及运动学分析仿真，验证了该变径机构设计的合理性、较强的越障能力和模式变换时的可靠性和稳定性。其次通过构建力学模型来分析两种模式下机器人的越障能力，得出其在不同模式下的极限越障高度。最后，基于ADAMS软件对机器人在单台阶、连续台阶以及复杂路面时的越障能力进行运动仿真。结果表明该越障机器人在面对不同工况时都具有较好的越障能力，验证了设计方案的可行性。     

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.     

基于高架四边形结构的越障机器人机构分析和仿真

研究了一种基于高架四边形结构的六轮机器人。机器人结构分为前叉、机体和尾部,前叉及机体两侧采用的能够根据地形被动变形的四边形结构,使得机器人具有较强的被动越障能力。根据越障高度设计的需求,对机器人越障结构进行建模分析,得出机器人越障结构的分析结果。通过ADAMS软件对机器人进行越障性能仿真,获得各轮在运动过程中的动力学参数数据。最后,通过实验,验证了机器人的越障能力。     

高压线巡检机器人越障机构设计

机器人在线行走时需要跨越各种障碍物。文中设计了一种由曲柄滑块机构、摆动导杆机构和槽轮机构组成的越障机构,并阐述了其越障原理。该机构能针对不同的障碍物采取不同的跨越方式完成越障,越障动作简单高效,单自由度控制容易。为高压巡检机器人越障机构的选型提供了一种新的选择。     

基于ADAMS的救援机器人越障过程分析及仿真

基于复杂环境下对救援机器人运动性能的研究需要,提出了一种具有越障功能的六履带式机器人,阐述了其机构设计及其实现,为检验设计方案的有效性,对机器人攀越台阶的过程进行分析,并运用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障的实际过程,验证其越障性能。     

基于姿态的轨道焊接机器人智能越障控制方法

为了机器人能更好地完成轨道焊接任务,减少障碍物对工作的影响,提出了基于姿态的轨道焊接机器人智能越障控制方法。分析越障时机器人姿态稳定性,判定机身质心位置,明确焊接臂角度和碰触点,估算出姿态支持点位置,同时将实时运动数据传输到受力锥模型中,计算最小偏移势能推测越障倾翻方向,得出最佳稳定锥。初始化蚁群遗传算法、设定主程序,迭代出全局越障路径;考虑到户外工作环境存在路径规划阻力,结合卡尔曼滤波的状态转移矩阵,减少误差完成智能越障控制。仿真实验表明,所提方法在恶劣路况下也能实现精准越障,且可以智能调节姿态,使机器人恢复稳定。     

输电线路巡检机器人越障仿真分析

根据输电线路线路环境的约束条件和巡检任务的要求,提出了一种新型输电线检测与维护机器人机构。首先进行了机器人的构型综合,得到机器人的两种越障模式,运用两种越障模式规划了机器人跨越典型障碍物的运动序列。机器人通过仿生猿猴手臂跨越障碍物,质心调节机构保障了机器人越障过程中的稳定性。仿真分析了不同工况下机器人跨越引流线的过程并进行了相关的实验,仿真与实验结果表明机器人能够完成引流线的跨越,合理的引流线越障规划降低了引流线的变形,提高了机器人的越障效率。     

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。     

摆臂轮式机器人越障过程建模及仿真

为解决在城市灾难现场,很多狭窄空间搜救人员无法进入的难题,充分利用搜救过程中轮式机器人的越障能力,首先对小型可分离式机器人进行了结构设计,并进行了越障过程的理论分析,然后使用Matlab对机器人的越障过程进行了运动学和静力学仿真。仿真和实验结果验证了电机驱动力矩、机器人主体与摆臂长度的比例及障碍物高度等之间的关系,为研究小型机器人在复杂环境中的越障能力提供理论依据。