排爆机器人结构设计及其优化

运用结构化设计方法对自动排爆机器人的机械手、上升机构及行走机构进行了设计,并根据结构特点,以重量最轻最优为目标,以机器人高度、导杆数量、导杆厚度等为约束条件,对机器人的关键部件进行了结构优化,使得机器人整机结构好、重量轻,运动平稳。     

排爆机器人主从手力觉临场感仿真研究

针对排爆机器人手臂抓取爆炸物无力反馈操作人员临场感差,易发生误操作触发爆炸物等问题,设计一种排爆机器人主从机械手系统。该系统由两组相同结构的机械手臂组成,每个机械手上安装力传感器分别检测人员与爆炸物对主从手产生的作用力。对主从手机构建立动力学模型与控制模型,根据所建立的模型利用二种不同质量的爆炸物进行抓取以验证其机构动态性能。仿真结果表明：机械手抓取小质量爆炸物时主从手之间力跟随与延时特性都有较好映射;在抓取大质量爆炸物时从手力的映射出现振荡并产生延时。     

采用牛顿-欧拉法的排爆机器人机械手动力学分析

机械手是排爆机器人的关键部分,机器人作业主要依赖于机械手的运动。在机械手运动规划基础上重点描述基于牛顿-欧拉法的机械手动力学建模,并利用MATLAB软件编程对机械手进行动力学分析,为机械手的设计和运动控制实现提供支持。     

排爆机器人机械手运动规划

机械手是排爆机器人关键的部分,机器人作业主要依赖于机械手的运动.介绍了自行研制的机械手运动学构型,重点描述了机械手运动轨迹规划方法并利用Madab软件编程对机械手末端执行器进行了运动学分析,为机械手轨迹控制实现和进一步的动力学研究奠定基础.     

基于Ansys WorkBench的排爆机器人机械手静力学分析

现建立了一种排爆机器人六自由度机械手的模型。利用Ansys WorkBench软件建立了机械手的静力学模型,并对其进行了静力学分析,得出了机械手大臂和小臂等重要部件的应力、应变图。不仅证明了机械结构的可行性,也为相关数据的设计提供了依据。     

排爆机器人的结构设计

小型化、轻量化和多功能的排爆机器人,在军事上极具应用和研究价值。本文针对军用机器人的特殊性,以定位于兼有排爆和作战功能的小型排爆机器人为研究对象,根据对六自由度机器人的总体结构及传动系统的分析和探讨,进行三自由度排爆机器人的结构设计。     

一种多用途8自由度机械手的运动学分析

在详细分析一种适用于排爆机器人的8自由度多功能机械手的运动特性和工作特点的基础上，运用坐标变换的方法建立了机械手运动学数学模型，提出了解决有关逆运动学问题的2种方法，并通过微分变换求出相应的Jacobian公式，其结论可为8自由度多功能机械手的运动学研究奠定理论基础，也可为机械手的成功研制提供技术支持。     

基于Faster R-CNN的未爆弹检测

当前排爆机器人多为半自主型,排爆过程依赖于人的操控。为了实现排爆机器人的无人化智能化,本文利用目标检测与深度学习技术,实现对未爆弹的图像检测。这一技术能够使排爆机器人从获取的图像中自主识别未爆弹等目标物体,并且实时获取目标的位置信息,为排爆机器人自主抓取打下基础。     

一种车载式排爆机械手的机构设计

为提高排爆工作的安全性,本文研究设计了一种基于高压水射流技术的车载式排爆机械手。由于该机械手的排爆方式和行进机构特殊性,将机械手分成固定部分和活动部分来分别进行设计并采用电机作为驱动机构。在活动部分的设计中,通过仿生人的手臂关节确定了该部分的形状和尺寸,以便能灵活地完成对不同类型的爆炸物进行排除。本文用Solid Works三维软件建立了该机械手模型。同时还将活动部分中的小臂分为摆动和旋转两节,既增强了机械手的稳定性和灵活性,又降低了机械手的控制部分难度。通过计算得出了机械手的运动范围。     

搬砖机械手的动力分析及结构优化

在码垛机器人的设计中,动力分析与结构优化至关重要。本文以某公司生产的基于高速四轴码垛机器人的搬砖机器人的机械手为研究对象,详细分析了机械手的动态载荷。以此为基础,运用有限元分析软件UG Nastran对机械手在搬砖运动的状态进行受力分析,对夹板结构进行了优化和校核,减轻了机械手的重量,降低了生产成本,提高了工作效率。     

平面二次包络内蜗轮齿面成型方法

为了使平面包络鼓形蜗杆传动具有更佳的承载能力与良好的传动性能,利用微分几何及啮合理论建立平面二次包络鼓形蜗杆传动的包络理论,依照鼓形蜗杆齿廓螺旋线创建鼓形蜗杆实体模型,采用二次开发使鼓形蜗杆与具有内齿轮特性的面进行布尔运算,求解出高精度的二次包络内蜗轮齿面。与一次包络鼓形蜗杆副相比,鼓行蜗杆副具有双线接触、接触面大、齿面间易形成动压油膜和承载能力更强等优点,其内置蜗杆结构为后续机器人智能关节研究奠定理论基础。     

蜗轮蜗杆副的空间操作器应用研究

随着机器人技术在空间领域的发展,需要有一种结构紧凑、简单可靠的机械机构用于机器人末端操作器的传动。蜗轮蜗杆副具有传动简便等优点,特别适于作为对夹式操作器的传动机构。针对蜗轮蜗杆副空间环境适应性研究尚不充分的问题,采用分析和试验相结合的方法对蜗轮蜗杆在机器人操作器中的安装实现、润滑、振动、高低温及寿命进行了研究。利用热真空罐、振动台等测试手段模拟空间环境对研制的蜗轮蜗杆副进行了空间环境适应性测试。研究结果表明通过合理的设计,蜗轮蜗杆副可以具备空间应用的能力,能够满足空间环境要求。     

渐开线蜗杆砂轮的CAD系统

根据磨齿技术的发展趋势，在研究连续分度展成磨齿方法和圆柱蜗杆砂轮技术参数的基础上，以AutoCAD2000为支撑软件，以AutoLisp为主语言，基于参数化法开发了圆柱蜗杆砂轮CAD系统。介绍了系统的基本功能和各主要程序模块的作用，为进一步开发展成磨齿砂轮CAD/CAM系统做了基础性工作。     

基于Pro/E野火版的蜗杆三维参数化造型程序设计

以Pro／E野火版为开发平台,以蜗杆为研究对象,利用关系式约束的可变截面扫描和切削方法创建蜗杆实体。并以Pro／program模块为开发工具,进行蜗杆的三维参数化造型程序设汁,用户根据人机交互界面的提示,输入相关参数,即可自动生成蜗杆的三维实体,从而缩短产品的开发周期,提高设计效率。     

一种6R非球型手腕机器人逆运动学算法研究

6R非球型手腕喷涂机器人得到了越来越广泛的应用,然而这种机器人的结构不满足Pieper准则,导致该机器人的逆运动学求解困难。对此,提出了一种近似解析法和数值迭代法相结合的6R非球型手腕机器人逆运动学组合算法。首先,根据6R非球型手腕机器人的结构特点近似转化为6R球型手腕机器人,并以等效球型手腕机器人的逆运动学解析解作为近似解,采用基于运动学雅可比矩阵的数值迭代法求解6R非球型手腕机器人的逆运动学精确解。其次,针对等效变换引起机器人有效工作空间减小,从而导致算法失败的问题进行了分析,提出了基于目标位姿偏置的方法提高逆运动学算法的鲁棒性。最后,通过数值仿真验证了所提出的6R非球型手腕机器人逆运动学算法的可靠性和时实性。     

仿人型爬杆机器人的设计

仿人型爬杆机器人的设计,通过模仿人爬树的动作,即用双手和双脚分别夹放树干,配合身体伸缩实现上下爬行,从而实现爬杆机器人的蠕动式爬升。由于蜗轮蜗杆承载能力强并且具有很好的自锁能力,在需要具有很强自锁能力的机械中,蜗轮蜗杆机构被广泛应用。爬升部分采用电机正反转驱动蜗杆带动蜗轮旋转,通过带动四杆机构的摆动,实现爬升的动作,并对爬升过程中的杆进行了受力的分析,确定了其爬升的必要条件。     

桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法研究

针对桥梁底部病害人工检测的作业难题,介绍了桥梁检测机器人的工作原理,结合桥梁的结构化特征和视觉检测拍摄参数约束,研究了桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法。首先,提出一种以最佳拍摄模型约束的桥梁检测机器人拍摄作业位姿规划方法。在最佳拍摄规划方法的基础上,针对小箱梁桥梁和T型梁桥梁底部的褶皱结构,研究了以安全拍摄模型为约束的拍摄位姿优化方法,设计了结合拍摄偏角和拍摄距离的权重函数,推导了优化算法公式并给出了收敛证明。通过对不同拍摄参数的配置,进行了针对空心板桥梁的拍摄作业位姿规划方法仿真;针对小箱梁桥梁的结构,在位姿规划仿真结果基础上进行了位姿优化方法的仿真。最后以研制的桥梁检测机器人为对象,进行了现场测试与验证,仿真和实验结果均表明,该规划和优化方法符合桥梁拍摄检测的要求,具有很好的鲁棒性和实时性。     

具有冗余自由度的新型护理机械臂研究

展示一种新型护理机械臂设计方案。这种新型护理机械臂在整体结构上采用两个平行四边形相互串联，同时在机械臂的肘关节上引进了一个特殊的储能装置。一方面，这种新型护理机械臂在平面定位时具有冗余自由度，提高了避障能力，末端执行器姿态控制也十分灵活；另一方面，这种新型护理机械臂在很大程度上减小了前臂重量，提高了栽荷能力；而储能装置的引入，使机械臂的运动平稳性大大地提高。     

混联仿生机器狗构型研究

仿生机器人研究是机器人学研究的热点之一,由于多年的进化,生物的各关节运动一般难以用机械结构完全实现。为克服目前仿生机器人普遍存在的刚度低、肢体功能弱等不足,以机器狗为研究对象,结合狗的基本行为特征和各关节的生理结构,将各关节的主要功能进行排序,并提出重要性/权重法作为机器狗设计中简化各运动关节的依据;据此分别运用并联双自由度转动机构RGRR-Ⅰ、RGRR-Ⅱ以及单自由度转动机构设计机器狗的各关节,并构造出24自由度的混联机器狗。所设计的混联机器狗具有结构简单、制造容易、刚度强、控制便捷、肢体运动灵活等优点。此研究思路和方法,对其他类型的仿生机器人设计有借鉴作用。     

真空吸盘式爬壁清洗机器人的研究与开发

研制了一种能够爬行在幕墙玻璃上并完成清洗工作的爬壁机器人。机器人采用双侧多吸盘履带式行走机构,在任意时刻至少有6只吸盘处于吸附工作状态。控制系统打破了传统爬壁机器人对大量使用传感器的依赖,巧妙改装并使用带传动控制吸盘的吸排气;一台直流电动机通过蜗轮蜗杆减速机和双侧离合器,带动两侧链轮转动。驱动机器人爬行。真空泵作为吸附动力源;电磁阀与电磁离合器的联动使内侧吸附吸盘个数变化,并提供速度差,实现了转弯功能。文中对防止机器人在壁面发生滑脱和倾翻两种状态进行了力学分析。且其清洗机构依靠滚刷滚动摩擦擦洗玻璃。样机具有控制系统简单、运行可靠、成本低廉的特点。