环管道运动机器人扫查器行走机构控制系统设计

油气输送管道由于其工作环境的特殊性,其管道对接环焊缝不可避免地存在缺陷.全自动超声检测(AUT)是应用最为广泛的检测方法.为保证管道环焊缝缺陷检测的可靠性并提高检测效率,设计了全自动超声检测环管道运动机器人对其进行监测.扫查器行走机构是环管道运动机器人的核心部分.在介绍总体设计方案的基础上,对环管道运动机器人行走机构的运动控制系统进行叙述.工程样机经试验证明各项数据均符合工程要求.     

履带式管道检测机器人行走机构位姿调整分析

针对管道机器人的管径适应性,通过建立数学模型,分析了管道检测机器人行走机构的运动特性,提出了一种新型的管道检测机器人行走机构位姿调整的机构。基于五连杆机构的运动特性,分别驱动五连杆机构的两个连架杆,从而实现管道机器人行走机构位姿的调整。基于ADAMS仿真软件建立了机器人虚拟样机模型,根据优化分析的结果,对位姿调整机构的杆长进行了修正,使得管道机器人行走机构的位姿调整机构满足设计要求。     

基于ADAMS螺旋行走式管道机器人自定心性能研究

介绍了螺旋行走式管道机器人的组成及工作原理,分析了其行走机构的自定心性能,建立了自定心性能的力学模型,应用机械系统动力学仿真软件ADAMS,建立管道机器人行走机构的虚拟样机.通过仿真验证了模型的正确性,模拟出其质心的运动轨迹,为下一步螺旋行走式管道机器人的优化研究奠定了基础.     

球罐焊接机器人行走机构的磁轮研制

介绍了焊接机器人行走机构的磁轮设计方案选择、设计要求、安装工艺和设计原理。该机构克服了导轨式焊接机器人的缺点，可以实现无导轨焊接的全位置行走。通过实践验证了该机构的功能及安全性。     

机器人行走机构摩擦因数选定及驱动结构改进

以理论计算为基础,结合实际工厂中使用的经验数据,针对机器人行走机构出现的爬行现象,对机器人行走机构导轨摩擦因数的设定进行校核论述并对其驱动组件结构进行了设计改进。以现代工业中常用的典型机器人行走机构为例,概述其基本结构,针对其实际应用中出现的爬行现象,将理论上的反推法与实际应用中的示教再现法相辅使用,完成了重型机器人行走机构导轨摩擦因数的重新校核,推导出参考经验值,并完成其驱动系统结构上的设计改进。     

蛇形机器人蜿蜒运动的摩擦机理及推进条件

针对带有从动轮的蛇形机器人,考虑实际结构中从动轮在蛇形机器人关节连杆上的安装位置,建立蛇形机器人蜿蜒运动的动力学模型。提出一种库伦-粘滞混合摩擦力模型,整体的库伦摩擦力特性和临界点处的粘滞摩擦力特性,避免了库伦摩擦力模型本身的非光滑性,以提高动力学模型的求解效率与计算稳定性。基于改进的动力学与摩擦力模型,利用摩擦系数比来表征法向与切向摩擦力的各向异性程度,通过对蜿蜒运动的仿真分析,讨论了摩擦系数比对前向运动速度与推进效率的影响规律,并对运动过程中蛇形机器人各个关节模块的速度和摩擦力变化进行了分析,明确了蛇形机器人蜿蜒运动的摩擦学机理,解释了蛇的蜿蜒抬起运动能够有效减少摩擦阻力而适用于高速运动的原因。最后通过带从动轮的蛇形机器人样机实验,对实现蜿蜒运动的摩擦学推进条件进行了验证。研究对于实现蛇形机器人的结构优化,步态规划与运动控制具有重要的理论意义与实际指导价值。     

油气输送管道对接环焊缝扫查器运动控制系统仿真研究

油气输送管道由于其工作环境的特殊性,其管道对接环焊缝不可避免的会存在着缺陷,设计了管道环焊缝全自动超声检测设备对其进行监测,扫查器运动控制系统是管道环焊缝全自动超声检测设备的核心部分.针对扫查器行走机构建立了速度闭环控制系统的数学模型,并对其进行仿真,仿真结果表明该控制系统具有良好的精确性和动态响应特性,符合工程实际要求,为控制系统的整体设计提供了理论依据.     

光伏板清扫机器人行走机构的设计与模态分析

光伏板清扫机器人可以用于清扫倾角较小的光伏板阵列，行走机构是光伏板清扫机器人的重要传动部件。对行走同步带、同步带传动机构、辅助支撑轮机构、支撑架进行设计，并通过ANSYS Workbench软件对行走机构的关键部件支撑架进行模态分析，得到固有频率和振型，为避开共振区和结构优化提供理论依据。由模态振型可知，支撑架主要变形产生于主动轮支架及从动轮支架的边缘处。在主动轮支架及从动轮支架的外侧增加紧定螺钉与轴端挡圈，可以减小振动变形。     

市政排水管道检测机器人系统设计

针对城市排水管道检测要求,结合传统管道检测方法的优缺点,研制开发具有管道内窥检测功能的轮式市政管道检测机器人。依据管道机器人设计参数要求,运用UG软件进行机器人机械结构设计,对机器人传动结构以及临界颠覆状态进行性能分析,并使用ADAMS软件进行运动学仿真,以验证机器人运动的平稳性。基于PMAC(programmable multi-axis controller)卡运用Visual C++6.0编写上位机控制软件,并对实物样机进行牵引力及爬坡性能测试。测试结果有效验证了本设计的合理性,以满足城市排水管道检测的需要。     

可穿戴式下肢助力机器人运动学分析与仿真

可穿戴下肢助力机器人是将人和机器人机构结合在一起,通过获取人体下肢运动行为信息来控制机器人机构与人体协调、同步行走,并实时为人体下肢提供助力的一种装置。可穿戴下肢助力机器人机械系统不仅符合以往的拟人机器人行走机构的设计要求,又要与人体下肢系统相匹配,为人体提供助力时,与人体下肢相协调、互不产生运动干涉。基于人体下肢各关节运动参数,对助力机器人机械系统进行了运动学分析并建立了模型,通过对人体下肢运动仿真,验证了所建立的运动学模型的可行性。