多节链式移动机器人单元模块研究与设计

为满足多节链式输电线巡检机器人质量轻、驱动元件少的应用需求,利用柔索驱动质量轻的特点,提出一种新型单电机柔索驱动的单元模块,并给出其支撑端切换方法．然后,设计机器人单元模块具体结构及原理样机,并建立单元机构运动模型．通过单元俯仰运动实验及支撑端切换实验,得出单元俯仰角度与仿真结果一致,且支撑端切换过程平稳．实验结果表明单电机柔索驱动方案能减少驱动电机数量、实现支撑端切换、满足机器人的越障需求．     

超高压输电线路巡检机器人越障控制问题的研究

给出了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法．根据机器人的作业任务,提出了基于传感器信息、约束信息以及动作反馈信息作为输入,产生式系统作为动作输出的越障控制方式．仿真结果表明此方法对于机器人的越障过程是有效的．     

基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制

为了提高电力巡检机器人越障控制能力,该文提出基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制技术,首先构建电力巡检机器人的被控对象模型,结合电力巡检机器人驱动动力学分布,进行电力巡检机器人的定位控制,同时采用避障算法进行电力巡检机器人巡检过程中的越障控制,结合位姿参数的自适应调节方法进行电力巡检机器人越障运动学模型构造。在此基础上,建立电力巡检机器人越障控制目标函数,采用B样条曲线跟踪寻优方法进行机器人的越障路径规划,采用自适应的模糊信息加权方法,进行电力巡检机器人越障控制优化。仿真结果表明,采用该方法进行电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,接近运动轨迹的标准值。其越障控制的灵敏度较高,自适应控制能力较强,电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,提高了电力巡检机器人越障性能。     

基于知识库的输电线路巡检机器人的越障控制

介绍了一种高压输电线路巡检机器人越障控制方法。高压输电线路巡检机器人在翻越同一障碍物时重复同一套操作动作,可通过在实验室进行越障过程示教,离线学习形成操作知识库,实际越障时自动调用操作知识库并与在线信号相结合完成自主越障动作。讨论了知识库的一般组成和功能,并分析了激光传感器定位的方法以实现巡检机器人滚动轮与导线“对中”。经过实验验证,该控制方法具有稳定可靠,硬件结构简便,能可靠地完成控制任务,实现自主越障。     

一种独轮车机器人俯仰平衡运动的控制与实现

针对一台3驱动独轮车机器人系统,对其运动学和动力学特性进行了分析,给出了一种可实现其前后俯仰平衡运动的控制策略;通过对独轮车俯仰运动分析,建立了独轮车俯仰平衡运动的简化力学模型;采用部分反馈线性化的控制方法对车体俯仰角进行了线性化处理,以车体俯仰角和行走轮转角为输出设计了控制器;最后,通过数值仿真实验和物理样机实验验证了力学模型的可靠性和所设计的控制器的有效性。     

一种改进的超高压输电线路巡检机器人越障方法

介绍了一种新型的超高压输电线路巡检机器人,阐述了分阶段的控制策略．主要针对越障的工程实际问题,从理论上分析了越障阶段的难点：质心调节,输电线的辨识与定位问题．进行了仿真和试验,验证了控制策略和理论分析的正确性．     

一种输电线巡检机器人的自动抓线视觉伺服控制

为了保证轮臂复合式巡检机器人自动越障时行走轮能够可靠抓线,提出一种基于图像的视觉伺服抓线控制方法.在图像空间定义输电线的偏距和偏角来表征图像特征的变化,并设计出位姿解耦伺服控制律.由于视觉雅可比矩阵与机器人状态有关且可能发生奇异,采用模糊方法进行机器人控制.通过实验确定模糊集合的论域,设计了两层模糊控制器并编制了自动抓线程序.进行了上百次实验,其抓线控制的偏距和偏角误差分别在25像素和2以内,能够可靠抓线,实际越障中只需小于40s的时间即可完成抓线.结果表明该方法具有准确、可靠、效率高的特点,能够满足准确、快速、可靠抓线的任务要求.     

柔索驱动三自由度球面并联机构运动学与静力学研究

柔索驱动并联机器人采用柔索代替连杆作为机器人的驱动元件,它结合了并联结构和 柔索驱动的优点．文章提出了一种新型带有约束机构的并联柔索驱动机器人，采用四根柔索 驱动．由于约束机构的引入，机器人可实现在空间的三维转动．介绍柔索驱动并联机器 人的机构构型，给出了位姿逆解，建立了静力平衡方程和运动学方程，讨论了柔索拉力的确 定方法．研究结果证明在加入了约束机构后，柔索机器人可以实现更多的运动形式，这就为 更广泛的应用柔索驱动成为可能．     

外骨骼机器人关节驱动及优化研究

随着工业4.0时代的到来,我国正加速向工业4.0迈进。以智能制造为主导,将工业机器人和传统制造业有机结合,充分利用先进技术实现产品质量、安全和生产效率的提高。外骨骼机器人作为一种特殊机械设备,是为改善下肢功能障碍人士及行动不便人士而设计的。外骨骼机器人能在特定的环境下帮助运动机能障碍人士进行训练和生活自理功能重建,并且其机械关节驱动系统能够对关节进行运动控制。在外骨骼机器人设计过程中,采用动态驱动、伺服驱动器、自适应可调节关节及柔性传动装置。通过建立某医院辅助服务外骨骼机器人的动力学模型和电机驱动参数库,提出一种优化外骨骼机器人驱动系统的方法。     

关节驱动系统非线性摩擦最小能耗分析

节能降耗是现代工业生产的普遍需要。针对直流电机和减速齿轮驱动下的机械臂关节,详细论述了非线性摩擦最小能耗的分析和计算方法。在PTP位置控制系统中,耗散能量的最小化取决于最佳穿越时间。仿真和实验的结果证明了这一结论。     

一种输电线路巡检机器人越障规划方法

针对输电线路巡检机器人的局部自主与远程控制方式,提出了一种基于有限状态机的越障规划方法.将巡检机器人的越障运动过程分解成若干离散化的关键状态,建立了运动规划的有限状态机模型.采用一种基于模糊方法的产生式系统用于推理越障模式,并产生运动序列.仿真与现场实验验证了越障规划方法的正确性和有效性,该方法可应用于输电线路巡检机器人运动控制.     

基于运动控制和频域分析的移动机器人能耗最优轨迹规划

本文针对两轮自平衡可移动机器人, 提出了一种新的能耗最优运动轨迹规划方法.本文将轨迹规划与由轨迹跟踪控制器和机器人动力学方程组成的运动控制模型相结合, 基于期望轨迹与实际电机输入电压间的传递函数和能量在时域和频域上的对应关系, 通过频域分析的方法得到了具有明确机理表达的线性能耗模型, 并采用最小二乘线性回归法对模型参数进行辨识.对于能耗最优轨迹, 由全局路径规划得到的路径点作为局部轨迹规划的局部目标点, 通过一定的数学转换和参数求导, 可直接得到相邻两个局部目标点间的能耗最优运行轨迹和对应的运行时间.通过仿真实验证明了本文所提能耗模型的准确性和所得轨迹的能耗最优性.