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.     

履带机器人越沟壑性能分析

为了提高危险环境下履带机器人跨越沟壑性能,对履带机器人跨越沟壑的关键过程进行运动学和动力学理论分析。根据越沟壑过程中需要满足的几何约束、履带不打滑和履带机器人不发生倾翻的约束条件,得到了履带机器人能跨越最大沟壑宽度的通用公式,并通过理论分析得出了履带机器人质心分布对跨越沟壑最大值的影响规律。最后通过Recurdyn建立仿真和样机实验,根据理论计算得到的临界值,对跨越沟壑过程进行仿真和实验,验证了履带机器人的越沟壑能力。     

主从履带复合式越障机器人Recurdyn行走研究

为了研究主从履带复合式越障机器人的行走系统的稳定性和可靠性,在开发设计的主从履带复合式越障机器人虚拟样机的基础上,对其履带行走系统的力学系统进行原理分析,随后在多体动力学软件Recurdyn环境中设置各种实际参数,对主从履带复合式越障机器人虚拟样机在平地路面环境中的行走状态进行了仿真分析。从仿真结果中可以得出其基本行驶数据等,这些数据充分验证了该样机模型的正确性、可靠性与稳定性,同时研究结果为优化履带系统的结构奠定了理论基础。     

基于虚拟样机的可重构模块化机器人动力学分析

根据给定的工作任务分析确定可重构模块化机器人的构型后,进行机器人的轨迹规划和变量求解;然后采用牛顿-欧拉方法,并借助MATLAB软件设计用户界面计算和导出各个关节模块的实时控制变量值的文件,并将其导入ADAMS软件中进行动力学分析和仿真。     

轮履复合式机器人设计及其可包容地形分析

针对野外环境的要求,设计了一种轮履复合式机器人。该机器人采用对称结构,由两组履带、4个车轮、运动模式调整装置和车体组成。它可以用车轮实现高速运动,用履带来适应复杂地形,也可以轮履并用来跨越障碍。研究了机器人系统的核心部件——运动模式调整装置的结构与工作原理,分析了机器人通过台阶、凸台、壕沟、斜面及楼梯等典型障碍时的运动特性及可包容的地形。研制完成的样机结构简单、变换灵活,具有良好的环境适应性。     

履带机器人机械臂姿态优化

研究一类危险环境下搭载重型检测仪器及其保护壳等工作设备的履带式底盘结构侦查机器人的机械臂支撑性能。由于负载较重,地面随机激励、越障冲击振动可能给机械臂关节造成一定的损伤甚至失效,所以,需要对此类重型机械臂进行运动姿态仿真研究。针对路面随机激励对履带机器人搭载的机械臂的影响进行了理论分析,并用Recurdy软件建立了履带机器人模型。通过理论计算、仿真和实验,推导出了机器人搭载的机械臂运动时的最佳的姿态。本研究对履带式机器人研究设计和优化提供了重要的依据。     

虚拟样机技术的两轮机器人动力学仿真

首先简述了机器人仿真研究的现状和机械系统动力学分析仿真软件ADAMS及SIMULINK在机器人仿真上的应用。然后应用拉格朗日方程建立了系统的动力学方程,应用ADAMS和MATLAB对两轮机器人进行了联合仿真,仿真结果表明两轮机器人具有较好的鲁棒性和稳定性。     

三角履带爬壁机器人越障动力学建模与仿真

针对一些工作场合对爬壁机器人有较高的越障性能要求,设计了一种包含4个三角形履带轮组构成的磁吸附爬壁机器人。首先设计了三角履带爬壁机器人的整体结构,研究了越障过程中机器人结构变化,以及爬行越障和翻转越障通过原理。建立了翻转越障过程动力学模型,该模型体现了机器人机构尺寸等因素对电机输出力矩的影响。根据此模型,能确定机器人越障过程所需最小驱动力矩。利用ADAMS软件进行仿真验证,仿真结果证明了动力学模型的正确性,表明了机器人结构简单,具有较强的越障能力。     

一种履带油罐清洗机器人的越障过程分析

设计一种用于油罐清洗的履带机器人.构建履带油罐清洗机器人整体运行环境物理模型,对履带机器人越障过程进行静力分析,得到履带机器人越障过程中力学关系.同时完成整个履带机器人模型构建,在ADAMS环境下模拟并对主动轮速度、履带机器人整体速度、履带机器人和主动轮速度对比以及主动轮转矩进行分析.结果表明履带机器人运行平稳,在越障...     

核电站巡检应急履带机器人越障分析

针对机器人在核电站复杂环境中的地形通过要求,设计了一种具有双摆臂的履带式机器人,通过建立摆臂履带机器人越障性能分析的参数理论模型进行虚拟仿真和理论分析,以低阶梯、高阶梯、楼梯和沟壑等多种障碍物作为分析障碍物,分析了双摆臂履带机器人的系统参数与越障性能的关系.仿真结果表明,设计的双摆臂履带机器人具有较好的越障能力.同时,...     

基于虚拟样机技术的攀爬机器人仿真分析

随着攀爬类机器人技术的不断发展,对能够攀爬复杂三维钢架结构的机器人的需求日益增多。针对一种带脚钉的特殊钢材塔架,提出了一种气动攀爬机器人本体设计方案。利用SolidWorks建立设计方案的三维模型,将其导入Adams中建立虚拟样机模型,并进行运动学及动力学的仿真,测量分析了重要的动力学参数,并运用Adams的二次开发技术,追踪了机器人模型总质心的坐标轨迹。验证了方案的可行性,研究了其运动及动力学性能,为物理样机的研制提供了重要的理论依据。     

基于虚拟样机技术的双足步行机器人联合动力学仿真

为了提高双足步行机器人仿真系统与真实环境之间的相似度,结合物理样机在ADAMS中定义虚拟样机的机械特性,构建基于ADAMS和Matlab的交互式联合仿真系统.仿真结果为建立物理样机控制系统提供依据,避免了不恰当控制策略对物理样机的损伤.     

基于虚拟样机技术的机器人运动学研究

介绍了基于ADAMS软件的5自由度串联机器人运动学仿真方法,构建了机器人虚拟样机并对其进行运动学仿真,利用ADAMS强大的运动仿真、函数、测量及后处理功能,对仿真结果进行了分析,结果表明该方法简单、方便、有效.     

基于RecurDyn的履带移动机器人统一动力学仿真分析

针对履带式移动机器人的研究主要集中在履带式行走机构和不考虑车体在其他装置影响下,履带移动机器人的运动性能。以搭载6自由度机械臂的履带式移动机器人为研究对象,分别推出机械臂、履带移动平台的运动学方程和包含机械臂的整车统一动力学方程,并运用多体动力学软件Recur Dyn构建动力学模型。通过模型,分析了机械臂与履带移动平台在动态交互影响下,整车的行驶特性,得到了整车在不同预紧力、不同路面下的运动性能。结果表明,在机械臂动态影响下履带移动机器人的预紧力为8KN最为合适,且其在黏土上的各项行驶性能均优于干砂。     

薄煤层工作面巡检机器人越障前动力学分析

薄煤层综采工作面空间狭窄,环境恶劣,针对薄煤层综采工作面地形环境,设计了一种四摇臂结构的履带式巡检机器人辅助工人完成日常检修工作。由达朗伯原理和牛顿—欧拉方程,建立了机器人在越障前和越障爬升过程中的动力学模型,分析得到了不同地面摩擦系数和前摇臂倾角对主驱动电机输出力矩的影响规律,该规律可为该结构的机器人越障前的前摇臂倾角动作规划提供参考,同时为驱动电机的合理选型提供理论依据,有利于提高巡检机器人的越障性能。     

双节式履带机器人系统组成及运动性能分析

以双节式履带机器人为研究对象,详细介绍了机器人系统组成及攀爬楼梯越障动作规划,稳定性分析及越障性能计算。机器人系统以DSP芯片TMS320LF2407为运动控制核心,由两个MAXON电动机控制左右履带实现差动转向,通过语音及图像采集等系统实现机器人对用户指令和现场环境的实时反应。以机器人前摆臂仰角对质心变化的影响,基于质心运动学及最优化理论,得出机器人最大越障高度及满足机器人稳定性临界条件下前摆臂仰角与坡度角和台阶高度之间的关系。攀爬楼梯实验结果表明了理论分析的正确性,同时对这一类型的履带机器人设计提供一定理论依据。     

全驱动轮腿式机器人越障动力学建模与仿真分析

针对非结构化环境,设计了一种全驱动轮腿式移动平台。首先设计了移动平台的整体结构,并优化了越障杆的数量。通过分析机器人跨越垂直障碍的过程,进而建立越障过程的动力学模型,该模型体现了运动状态以及重心分布对电机输出力矩的影响;利用该动力学模型分析附着系数、移动平台重心、移动平台速度、障碍物高度等因素对电机最大输出力矩的影响。最后计算该机器人的最大越障高度,并用ADAMS仿真验证,为提高机器人适应非结构化环境提供理论依据。     

双摆臂履带可变形机器人的稳定性研究

针对履带不可变形机器人越障性能差的问题,对双摆臂履带可变形机器人的最佳越障性能以及机器人在越障过程中的稳定状态进行了研究。选取了两种具有代表性的障碍物类型,建立了其数学模型,将机器人的质心分布与转动惯量分布作为考虑因素,研究了机器人爬越坡道的倾覆稳定性、滑移稳定性与攀爬台阶的静态稳定性、分步动态稳定性,通过数值分析验证了计算结果的有效性与准确性,得到了机器人处于稳定状态的充分必要条件,进而得到了机器人翻越障碍的临界条件与能够翻越的最大数值。研究结果表明:双摆臂履带可变形机器人具有良好的地形适应能力与越障能力,任务完成度和执行效率高,越障过程机器人状态稳定。     

基于虚拟样机技术的水果采摘机器人设计

分析了目前国内水果采摘机器人的结构特点,提出了一种球形水果采摘机器人的总体结构方案,并采用虚拟样机技术重点设计了机器人的行走机构和末端执行器.在UG环境下建立了机构的虚拟样机模型,然后通过UG和ADAMS良好的接口直接导入ADAMS,实现了机器人机构的运动学性能仿真分析.该机器人的主要特点是能够适应恶劣的地面环境、对果实伤害小、采摘效率高,能够为进一步研究开发实用型水果采摘机器人提供基础.     

基于虚拟样机技术的仿生六足机器人的动力学研究

利用Pro/E生成仿生六足机器人的三维实体模型,并将其导入ADAMS,建立起机器人的虚拟样机动力学模型.利用传动比和传动效率反求出电机实际输出的转矩和转速特性的数据点,最后通过拟合出的曲线与电机的机械特性曲线比较验证了电机选型的合适性.研究成果既为开展仿生六足机器人机械传动部件的有限元分析奠定了基础,也为实现仿生六足机器人的实时精确控制创造了条件.