自攀爬式玻璃幕墙清洗机器人的设计

基于壁面清洗作业要求,设计了一种自攀爬式玻璃幕墙清洗机器人。从夹紧部件、移动部件、清洗部件等方面对自攀爬式玻璃幕墙清洗机器人的结构进行了介绍,并进行了仿真分析。这一清洗机器人结构简单紧凑,使用便利。     

含柔性吸附材料的攀爬机器人振动特性与稳定性分析研究

为了提升攀爬机器人壁面运动稳定性从而提高其工程应用能力。针对攀爬机器人壁面运动过程的振动与动力学耦合特性问题,本文设计制作了一种含柔性吸附材料的攀爬机器人。基于刚柔耦合原理,获得刚性体与柔性体运动学递推关系,利用拉格朗日原理建立攀爬机器人动力学方程。推导得到反应动力学耦合程度的数学模型。通过仿真分析得到运行相同位移情况下,通过调整加减速时间比例使得机器人振幅下降35%,分析得到一定范围内攀爬机器人刚性质量与吸附材料弹性模量增加通过降低动力学耦合程度降低攀爬机器人振动响应。通过样机实验测量了攀爬机器人负载能力与不同运动阶段真空度与流量的稳定性。研究为攀爬机器人的驱动控制策略与工程应用奠定基础。     

换流站阀厅内壁清洁机器人的设计

为解决换流站阀厅内壁壁面人工清洁效率低、成本高、危险性大等问题,将爬壁机器人技术应用到换流站阀厅内壁的清洁中,对爬壁机器人的行走机构、吸附方案、驱动方式、清扫机构等方面进行了研究,设计并开发了专用于换流站阀厅内壁的壁面清洁机器人。基于Solidworks软件建立了机器人的详细模型,对其驱动转矩进行了理论计算,并模拟换流站阀厅工况对机器人样机进行了攀爬速度等多项性能测试。研究结果表明:机器人在作业时攀爬速度与设定值相比下降了2%~5%,两者基本吻合;且机器人各项性能测试结果证明其可以完成攀爬、直行、清洁和越障等多项功能,实用性强。     

玻璃幕墙清洗机器人攀爬部分结构研究

在对玻璃幕墙清洗机器人攀爬部分结构进行研究的基础上,首先根据机器人工作的现场实际,对机器人的构型及设计原理进行了研究;其次结合真空吸附式墙面清洗机器人的具体性能要求,采用多吸盘真空吸附、气体吸盘组结构,极大地降低了系统的负载能力,提高了速度;再次通过计算确定吸盘的直径和数量,并合理安排吸盘布局,根据系统的负载和用气量选择合适的空气压缩机和气缸;最后完成了真空吸附式墙面清洗机器人样机的试制,并在不同环境中进行了自攀爬和清洗作业实验,机器人在壁面上行走稳定,清洗效果良好。     

仿生爪刺式双足爬壁机器人设计与分析

针对自然界广泛存在的粗糙壁面应用环境,提出了一种模仿昆虫攀爬动作的仿生爪刺式双足爬壁机器人。该机器人包括双腿和尾部车轮,由腿部切比雪夫连杆机构驱动双足在壁面上交替抓附爬行,可以实现类似昆虫足部的抓附、脱附动作,能够实现在竖直粗糙砖面上稳定爬行,具有一定的越障能力。建立了机器人腿部连杆机构模型,分析了机器人爬行过程中的足部爪刺的抓附、脱附动作,并在多种壁面上对机器人样机开展了爬行实验。     

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。     

基于最小值原理的壁面攀爬机器人时间最优控制

首先简要介绍了一种新型双索牵引壁面攀爬机器人结构，并建立了该系统的数学模型。其次，依据庞特里雅金最小值原理推出了机器人本体两点间运动时间最优的控制律，并将该非线性方程组的求解看作是一个两点边值问题，通过引入简单打靶法以及一种初值猜测技术来求解该方程组。最后，数值仿真表明所建模型及控制规律是可行的。     

一种轮式攀爬机器人的研究与设计

针对在城市建设基础设施中的多种复杂环境,为了降低由于高工作业带来的人身财产危害,设计了一种轻巧的轮式攀爬机器人。基于机器人攀爬静力学分析,确定了机器人的重要参数,先后完成了机器人攀爬机构和锁杆机构两大关键机构的设计,提出机器人攀爬控制策略。在Solidworks环境下完成了机器人的虚拟样机建模,并搭建试验样机对机器人进行载重攀爬测试和适应性测试。实验表明,机器人20kg负载条件下,攀爬速度达到3.24m/s,攀爬自旋角2.24°,同时机器人可以在不同直径下作业,机器人满足设计要求。     

新型电力铁塔攀爬机器人的设计及攀爬步态分析

针对现有电力铁塔攀爬机器人存在的结构复杂、稳定性差、越障能力不足等问题,这里设计了一种新型电力铁塔攀爬机器人并对其攀爬步态进行了分析.通过选取电力铁塔主材上的脚钉为夹持对象,采用机械电磁复合手爪夹持方式等创新性的方法,简化了攀爬机器人的结构,提高了夹持稳定性,解决了避障难题.然后使用Workbench对关键受力部件进行有限元分析并利用Robotics Toolbox对机器人的攀爬过程进行了建模仿真,仿真结果表明攀爬机器人机械结构及攀爬步态设计合理,验证了新型电力铁塔攀爬机器人在实际工作环境中应用的可行性.     

大直径缆索检测蛇形机器人单环攀爬研究与实现

提出了一种可用于大直径桥梁缆索检测的单环攀爬蛇形机器人。对其控制方法进行设计和优化,使所设计的机器人对圆柱体有良好的攀爬能力。蛇形机器人采用正交关节,对蛇形机器人控制函数法进行分析,提出一种闭合单环翻滚攀爬运动控制函数。根据单环攀爬的特点,设计攀爬辅助装置,实现了对大直径缆索的攀爬运动。     

高机动性小型清洁爬壁机器人的研究

基于负压吸附原理,设计一种新型高机动性小型清洁爬壁机器人.描述机器人机构,对机器人爬壁稳定性和可靠性进行详细分析,给出其控制系统.该爬壁机器人具有小巧灵活、机动性好的特点,且有良好的应用前景.     

中央空调管道清洁机器人系统的设计

设计了一套中央空调管道的自动清扫机器人系统，适用于家用及商用中央空调矩形管道。介绍了远程机器人的结构设计及其主要功能，论述了指引机器人直线前进并自动转弯的驱动和导向装置的设计，使用Pro／e建立了清洁机器人的三维模型，进行了模型的装配分析，并制作了旋转刷装置的实物模型，验证了机器人的清扫效果。     

用于玻璃幕墙清洗作业的爬壁机器人系统

爬壁机器人是一种极限环境作业机器人 ,它有着极为广泛的应用前景。主要介绍了一种新型用于高楼玻璃幕墙清洗的壁面爬行机器人的本体结构、控制系统以及它的清洗作业系统。     

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。     

玻璃幕墙清洗机器人爬壁运动控制系统设计

针对高层建筑玻璃幕墙清洗问题,开发了一种双层结构玻璃幕墙清洗机器人,对机械人本体结构及爬壁运动控制系统进行设计,以FPGA芯片为核心,对控制系统各部分硬件进行设计选型,并编写上位机控制软件。采用模糊PID算法对步进电机实现闭环控制,利用Matlab软件对步进电机进行了仿真分析。仿真结果表明,机器人运行状态稳定,具有较高的实用性。     

传感器技术在智能移动(保洁)机器人装置中的应用

提出了红外传感器、光敏电阻器、里程计以及ZigBee无线通讯模块在所研究的智能移动(保洁)机器人装置中的应用,实现了该保洁机器人具有可遥控、可自由行走、可路径规划、可自动充电、防跌落、防碰撞、能自救等功能.传感器技术的快速发展与应用必将加快保洁机器人走进千家万户,推动其品质与性价比的大幅提高.对保洁机器人中传感器技术应用研究有极其重要意义.     

一种新型智能吸尘黑板刷

通过对目前已有的各类自动黑板刷的优缺点进行分析,设计出了一种新型智能吸尘黑板刷,其设计思想来源于磁性黑板刷、扫地机器人和爬墙机器人。在无线遥控下,黑板刷可以实现任意灵活刷黑板,并且带有自动吸尘的功能,使用方便。应用静力学方法分析了智能吸尘黑板刷方案的可行性,最后吸尘黑板刷实物样机验证了该新型黑板刷的可靠性和实用性。     

大型冷凝器清洗机器人设计及运动学分析

设计开发了大型冷凝器清洗机器人,该机器人结构简单,易于控制,能够对大型冷凝器进行长期自主在线清洗。建立了冷凝器清洗机器人的运动学模型,进行了正运动学分析和逆运动学分析,解决了关节变量的突变问题。机器人的工作空间能够覆盖整个冷凝器管束的分布空间,具有一定的灵活性。对冷凝器清洗机器人进行了运动学仿真分析,结果表明,该机器人的设计是合理的,能够满足其工作需要,为进一步研究奠定了基础。     

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。     

一种保洁机器人的设计

针对工业用大型炉膛及炉体内腔的清洗问题,设计一种腔体内的清洁设备,它相当于一个保洁机器人,主要由基础板、升降组件、旋转组件、水喷洗组件等组件组成,工作过程由升降运动、旋转运动和高压水喷射运动三个运动来完成,这三个运动可以同时进行,也可以任选其二,或独立进行,动作类似于保洁工人的操作,类手臂拖动鬃刷或保洁棉纱,运动灵活,上下左右360°圆周作业。在高压水射流的作用下,臂杆伸出,球形喷头的脑袋同时使其高压水五面喷射,冲刷欲清洁的内腔壁,并滋润着臂杆上舞动的棉纱。它可以为大型设备内腔壁的清洁提供机械化操作,且清洁效果极佳。