可变位履带式地震废墟搜救机器人的设计

针对地震后搜救遇到的问题,设计了一款可变位履带式地震废墟搜救机器人。首先分析和验证了可变位履带式机器人的结构特点和可行性,然后对机器人的控制系统硬件组成进行了架构,在此基础上通过Pro/E软件对机器人进行了三维实体建模和整机运动仿真。仿真结果表明了可变位履带式地震废墟搜救机器人运动方式多样,满足功能要求,具有一定的应用价值。     

基于无线多跳网络的矿井搜救系统设计与实现

针对传统矿井搜救机器人,采用有线通信方式存在机器人运动灵活性较差或采用传统无线通信存在通信距离较短的问题,设计了一种基于Zig Bee动态无线多跳网络的通信方式,使机器人既能灵活运动又具有较远的通信距离,并通过设计一种具有搜救机器人和通信机器人的矿井搜救系统对该通信方式进行实现。     

搜救机器人系统的设计与开发

对能力风暴搜救机器人的硬件系统和搜救程序的设计方法进行了阐述,然后介绍了搜救机器人的现场调试方法,并对机器人搜救的程序进行了优化,优化结果表明,搜救机器人的搜救速度和效率有了大幅度的提高。     

搜救机器人系统的设计与开发

对能力风暴搜救机器人的硬件系统和搜救程序的设计方法进行了阐述，然后介绍了搜救机器人的现场调试方法，并对机器人搜救的程序进行了优化，优化结果表明，搜救机器人的搜救速度和效率有了大幅度的提高。     

套索驱动空心杆机器人结构设计

介绍了套索传动特性,确定了套索驱动空心杆机器人传动系统。根据不同使用场合和不同需要确定了两套结构方案,并用SolidWorks三维绘图软件分别进行结构设计建模。该机器人连续细长、结构简单轻便,可用于灾后废墟中的搜救、大型结构和设备检测检修等需要在狭小空间内作业的场合。     

基于仿蟹刚柔耦合机构的搜救机器人设计

搜救机器人是重要的探测仪器平台。 针对现有搜救机器人的刚性结构环境适应性差的问题,本文提出一种基于仿蟹刚 柔耦合机构的搜救机器人设计方法。 本文首先进行了机器人的机构设计;其次根据螃蟹运动实验结果设计了机器人的横向运 动步态,并通过仿真验证了步态设计的可行性;再次设计了机器人的软硬件系统;最后对机器人在多种地形下的行走能力进行 了实验测试,并开展了暗光环境适应性、人员探测和避障能力等功能测试实验。 结果表明,该体积小巧、控制简单的机器人可以 实现基本的运动功能,横向运动中最大速度约为 3. 4 cm/ s,最小功耗约为 8. 6 W,转向运动的角度范围为±90°。 机器人具有良 好的地形和环境适应性,并可以完成环境感知和人员探测等搜救功能。     

多功能变电站搜救机器人系统设计

为了解决目前变电站事故现场环境复杂、灾后搜救困难的问题，设计了一种多功能变电站搜救机器人。该系统以ＳＴＣ１２Ｃ５Ａ６０Ｓ２单片机为控制核心，选择无线 Ｗｉ- Ｆｉ技术作为通信方案，并利用 ＬａｂＶＩＥＷ 设计监控上位机平台。介绍了硬件电路，包括控制系统、电源模块和电机驱动模块。此外，对软件部分进行设计，包括无线路由和上位机监控软件。测试结果表明，系统具有结构简单、功能齐全、性能稳定可靠的特点，满足变电站搜救机器人设计的要求。     

机器人与三维激光扫描仪在矿井地质测量中的联合应用

针对人工对矿井地质测量误差大及人工参与搜救任务时存在二次伤亡的问题,采用机器人与三维激光扫描仪联合应用的方式解决上述问题,并完成了机器人的结构和控制系统的设计,以及三维激光扫描仪器件的选型设计。经实验应用表明,机器人与三维激光扫描仪的联合应用可精准获得三维模型的重建。     

UML在特种搜救机器人控制系统建模中的应用

为了解决制约机器人技术发展的建模问题,利用UML构建新型特种搜救机器人控制系统模型,采用形象直观、简洁明了的图形描述系统中对象,使理论建模从流程分析、功能需求、对象模型化定义到对象工程化设计的整个开发过程实现了标准化,所建模型能够系统有序、准确地指导后续控制代码的编写,大大缩短了软件开发周期,由此证明,UML作为一种与编程语言无关的通用建模语言非常适合机器人控制系统建模要求,可应用于多种类型的机器人控制系统.     

煤矿救援探测机器人通信系统的综合研究

煤矿救援探测机器人地下稳定可靠的通信与良好的人机交互能力是搜救工作的保障.提出了远程有线通信和近距离无线通信相结合的方式,它可保障救援机器人通信正常工作.此外,多机器人协同工作是今后的发展趋势.     

面向空间站复杂环境的尖端生长型气动软体机器人设计

空间站内部具有空间狭小、仪器精密的环境特点,检修中广泛采用的刚体机器人或机械臂,存在环境顺从性差、刚性冲击大等局限性.提出一种气压驱动的仿"藤蔓"生长型软体机器人,其生长通过内部气压驱动的薄膜尖端外翻实现,并利用线驱动转弯关节实现机器人的尖端转向,这种新型的运动方式不仅使机器人具备了更加优越的运动性能,也实现了其主动控...     

细长臂打磨机器人结构设计

针对细长圆筒形薄壁壳体设计了打磨机器人,对打磨机器人进行了结构设计,并利用有限元软件 ANSYS 对细长臂进行了优化,以此来保证打磨的精度和效率。试验结果显示,该机器人具有良好的稳定性,能实现高精度的打磨。     

仿人机器人头部设计及目标跟踪研究

设计了一种结构紧凑、光机电一体化的机器人头部.该头部具有仿人的3个自由度及外观造型,其颈部基关节采用差动机构,实现了耦合的俯仰和侧摆运动.头部内置2台高速相机,由1台PC处理视觉信息.采用分层控制结构,底层关节FPGA控制器和视觉处理PC分别通过串行总线和以太网连接上层中央控制器.采用了一种简单的基于位置的目标跟踪策略,并结合此策略提出了一种基于虚拟伸缩臂的D-H法求解逆运动学.     

六轮柔体移动机器人

提出一种由非正交关节连接的六轮柔体移动机器人概念模型 ,并对其进行了讨论。机器人的每个车轮都可以独立驱动 ;机器人独特的六轮柔性底盘结构提供了不寻常的关节 (具有 2个自由度的非正交关节 )连接 ,以使柔体移动机器人实现转向、越障和适应三维复杂地形。最后 ,文中给出了姿态控制变量表达式     

插接管道焊缝扫查机器人的位置/力控制

为了使机器人的超声探头能够紧密贴合被检管道表面,设计了一种被动柔顺性末端执行器,并提出了一种被动关节与主动关节分离的外环混合位置/力控制策略,进行了位置/力控制仿真。确定了被动柔顺性末端执行器微动位置调整与主动关节输出变量之间求解关系,建立了理想状态下的准静态力学控制模型,理论上证明了位置偏差和力偏差均可通过主动关节的控制得到有效消除,保证控制精度。仿真研究了分度角分别为0、30°、60°与90°所对应的圆、椭圆及直线的截面线轨迹扫查情况。结果表明在各种情况下的位置与力控制都收敛并满足精度要求,从而证明了所提出的被动柔顺关节外环位置/力控制策略是有效的。     

三臂式巡检机器人重力平衡及其转向越障方法

提出了一种由4组平行四边形机构串联组成的新型三臂式巡检机器人机构,该机构能够通过调节机器人的姿态来满足越障过程中的重力平衡要求。给出了机器人越障流程规划,并对转向越障中的关键步骤进行了分析,利用二分逼近优化算法搜寻满足重力平衡条件的越障姿态,给出了满足重力平衡约束条件的运动学逆解求取方法,实现了机器人重力平衡约束条件下的转向越障运动。分析结果表明,该新型三臂式巡检机器人具有转向跨越障碍的能力。     

轮腿式爬楼梯移动机器人的设计及运动特性分析

针对非结构化复杂环境对移动机器人的运动要求,结合轮式和腿式移动机构的优点,设计了一种高效、稳定的轮腿式爬楼梯移动机器人。设计了机器人的主要结构,分析了机器人的稳定性及转向性能。平地行走、转向、越障、上下楼梯等实验结果表明:设计的轮腿式爬楼梯移动机器人结构简单,运动灵活,控制方便,控制精度高,不需对运行步态进行预先规划,它不仅可以在崎岖不平的环境中实现快速行驶,而且实现了快速稳定的爬楼梯功能,具有很强的越障能力和环境适应能力。     

滚动接触柔性连续体机器人的设计与运动能力分析

针对航空原位检修领域对机器人在复杂、狭小空间的作业需求,基于滚动接触原理设计了一种新型的柔性连续体机器人,解决了连续体机器人轴向刚度需求与运动柔顺性之间的矛盾。对连续体机器人单元柔性关节和整体系统进行了详细分析,根据机器人的冗余自由度特点设计了主动运动与被动运动两种运动策略。对机器人单元关节的力学仿真结果表明,该柔性关节转动刚度适宜,轴向刚度较大。机器人长600 mm,最大弯曲角度大于360°,最小弯曲半径40 mm;实验结果表明该机器人运动柔顺,具备良好的环境自适应能力。     

一种滚动密封式爬壁机器人动力学建模与分析

介绍了一种滚动密封式爬壁机器人,分析了其密封与运动机理。提出了一种多履带协调运动的爬壁机器人动力学建模方法,推导出该机器人直线运动及转向动力学方程。建立了直线运动及转向时履带牵引力与机器人姿态角之间的关系,分别计算出采用滑动密封和滚动密封方式的机器人在运动过程中的摩擦阻力并进行了比较分析。仿真和样机实验表明该爬壁机器人可沿壁面行走与越障,具有摩擦阻力小、负载能力大及对壁面适应性强等特点。     

应用于汽车操纵稳定性试验的转向机器人控制器设计

针对汽车操纵稳定性试验,设计转向机器人代替驾驶员操纵方向盘。在完成转向机器人机械部分设计的基础上,进行控制器设计,并进行转角跟踪测试试验。试验结果表明:转向机器人能够实现对方向盘的控制,完成转角的精确输入。