水下清刷机械手的总体设计及方案分析

目前急需研制船舶表面水下自动清刷机器人,国内外对螺旋桨水下自动清刷机器人的研究还很少,水下清刷机械手的设计分析具有重要价值。针对要完成螺旋桨桨叶复杂曲面水下自动清刷作业的机械手,进行了方案设计,水下清刷机械手作为水下机器人的拓展模块,由2只具有对称结构的抓取机械手和1只清刷机械手组成,介绍了机械手的技术参数、总体系统、原理、功能和工作空间。该方案合理解决了高效、完整地对目标4叶螺旋桨进行清刷作业的关键问题。     

水下机器人清刷作业装置研究

结合机器人水下作业环境、机器人本体结构尺寸、清刷效果、驱动功率等因素,对机器人携带的水下清刷作业工具进行了动力学分析,建立了基于水下旋转运动的清洗刷具的力学模型,通过仿真和实验研究,为清刷装置的结构设计和驱动系统设计提供了依据。     

水下船体清刷机器人磁吸附机构的设计与研究

为了实现水下船体表面清刷机器人在水下船体表面上的可靠吸附和灵活移动功能,对机器人磁吸附机构进行了设计研究。根据该机器人作业的特点和工作环境,分析了磁路材料和磁路类型,研究了衔铁、轭铁、铜块和海水等因素对磁吸附力的影响,设计了机器人的磁吸附机构。实际应用表明,该机器人在船体表面上吸附可靠,并且运动灵活,符合实际的需要。     

直升机整流罩锁紧机构方案设计与研究

提出了直升机整流罩锁紧机构设计方案,利用Pro/E软件进行各零部件的三维建模、虚拟装配。通过锁紧触点运动轨迹方程的建立进行了Pro/E环境下锁紧机构运动仿真,并应用有限元分析软件MSC.Patran校核了锁紧梁的强度。通过理论设计、运动仿真和强度校核结果表明了该锁紧机构设计方案的可行性。     

水下船体清刷机器人关键技术及其试验的研究

为了自动清刷水下船体表面附着的海生物和锈蚀等,降低船舶的航行阻力,研制了水下船体表面清刷机器人.首先建立了机器人在船体表面上的力学模型,推导了机器人抗倾覆、滑落和下滚的条件,设计了机器人所需要的吸附力和驱动力矩.针对电机可供密封用的轴向尺寸小的情况,在电机输出轴上加轴套,该轴套既起到了联接的作用,又为密封创造了条件,解决了密封难的问题.对水下清刷作业装置进行了动力学分析和优化设计.针对机器人的控制要求,设计了机器人的控制系统.最后对机器人样机性能进行了试验,验证了机器人样机各项性能指标符合使用要求.     

履带式磁吸水下清刷机器人系统

由于现在的船舶很大程度都会出现水下附着物堆积导致船舶重量增加、油耗增加等问题,所以该设计通过对ROV水下机器人的研究以及机器人中较为重要的爬壁机器人原理的学习,通过履带和永磁体的结合使用,加强机器人在清刷过程中对船体的吸附。同时,这种合力作用可以让水下清刷机器人克服传统水下清刷机器人运行速度慢、适应能力差等动力缺点,配合可以固定旋转的不锈钢小钢刷便可以有力地去除船底污垢,再利用全方位摄像头检查清刷效果,达到全面清刷。该新型水下机器人将广泛地应用于船舶清刷行业中。     

基于ADAMS的下摆式递纸机构动力学仿真

利用机械系统动力学分析软件ADAMS，建立了下摆式递纸机构的虚拟样机模型，并进行了仿真分析。仿真分析结果可以判断该机构设计的合理性，也可在相同的时间内“试验”更多的设计方案，从而易于获得最优设计方案。     

一种冗余驱动协调机构的偏载稳定性分析

针对冗余重载驱动器存在偏载的问题,提出一种具备偏载自协调的冗余驱动机构设计方案。根据机构几何约束关系,建立该机构的位置约束方程及速度、加速度关系式,运用虚功形式的动力学普遍方程,建立该机构的动力学模型。在此基础上,运用拉格朗日定理和李雅普诺夫稳定性理论,对该机构的偏载稳定性进行分析,得出了该机构稳定性与协调杆结构弯曲角之间的关系。基于所建立的动力学模型,运用相平面法,及对驱动器偏载率进行分析,分析了某一具体机构实例的偏载稳定性,分析结果验证了理论结果的正确性。研究结果表明,在协调杆结构弯曲角大于180°的条件下,当受扰动产生偏载时,该机构可以通过自动调节,保持其运动稳定性,且具有回复到匀载状态的趋势。     

折臂式弃料机械手的参数优化与动态仿真分析

针对煤炭采样车提出一种折臂式弃料机械手设计方案,并设计了末端操作器。对该机械手建立数学模型,进行主要结构参数优化;基于动量矩定理建立了动力学模型,推导出机构的动力学方程,对该机构在运行过程中的关键受力位置所需动力进行理论分析;将在Solidworks中建立的机械手模型导入ADAMS中验证空间工作点,仿真分析带载情况下的运行状况,对该折臂式弃料机械手中的驱动部件选型安装有指导意义。     

小型化四足机器人的运动学分析及仿真研究

为降低四足机器人的工作能耗,提高其在恶劣环境下的有效工作时间,提出了一种小型化四足机器人的设计方案。首先,说明了该四足机器人的运动方式,详细介绍了其控制系统、减速传动机构、分解传动机构、间歇分配机构和腿部机构;然后,针对该小型化四足机器人的简化模型进行了运动学分析,将运用Pro/E软件建立好的小型化四足机器人模型导入ADAMS软件中,再基于ADAMS平台进行了三维四足机器人模型的运动仿真;最后,重点分析了该四足机器人双侧腿部进行步态切换时的行走状态,总结出了其速度曲线突变的原因。研究结果表明,该小型化四足机器人可以实现稳定的运动,进而验证了机器人设计方案的可靠性。