轮腿式微型机器人系统研究

轮腿复合式机器人是在轮式机器人的基础上,通过优化轮子设计以达到快速灵活运动的一种新型的地面移动系统。该机器人主体由机架、两条主轴、齿轮减速机构、轮腿复合机构组成,由单电机驱动,控制系统相对简单。该机器人相比于普通轮式机器人具有较强的越障能力,且结构精简、体积小、重量轻。采用ADAMS对该机器人进行了运动学和动力学仿真,详细探讨了其越障能力、安装相位、轮腿结构、步态等关键问题,为其物理样机的设计、优化和控制提供了理论依据。     

浅析轮式工程机械平衡箱体的有限元分析及改进

一、前言 某轮式工程机械采用双后桥,其结构采用后桥架加平衡箱的结构形式.平衡箱里有齿轮起到减速增扭的作用,其传动路线是液压式传动形式.发动机输出通过主油泵再传送到左右行驶马达,通过马达轴驱动平衡箱里的齿轮,从而驱动车轮行驶.     

基于ANSYS的糊底机机架模态分析

纸纱复合袋糊底机的机架是整机的主要承载结构,其强度和可靠性对整机安全高效生产至关重要。针对机架的工作特性,利用有限元分析软件ANSYS对机架的工况性能进行研究,保证其具有富裕的强度和良好的动态特性。在Solid Works中建立机架模型并简化,在ANSYS中进行静态及模态分析。通过分析得到糊底机机架在工作时的应力大小、应变位置及该机架的前十阶固有频率、振型及总振幅。分析结果可为后续的样机设计、机架结构优化设计和改进提供参考和理论依据。     

复摆颚式破碎机机架的三维有限元计算与分析

一、建立机架的三维模型 以PEF400X600复摆颚式破碎机为例,基于特征的三维实体设计软件Solideworks2001plus建立复摆颚式破碎机机架的三维模型.纵观整个机架,为对称结构.可以只对整个机架的一半进行建模,再对其进行镜像以节省时间.得到如图1所示的颚式破碎机机架三维模型.     

基于拓扑优化的中央空调模块机机架结构设计

为提高中央空调模块机的整体性能和品质,对模块机机架的结构框架进行最优化设计.基于拓扑优化方法,利用HyperWorks建立有限元模型并施加载荷和边界条件;以节点位移为约束条件,以模型体积最小化为目标函数,对模块机机架进行分析和结构优化.结果表明,拓扑优化方法可以获得较优的结构模型,可以改善结构的力学性能,减轻产品质量和降低制造成本.     

一种可越过管内凹形障碍的双驱动多轮移动载体的研究

本文在轮式和履带式管内行走机构的基础上，提出了一种新的管内行走机构，它利用两个电机分别驱动均布在机架上的与管内壁用弹簧力封闭的两组６个行进轮，从周向来看，３组驱动轮分别均布在３组平行四边形机构上，巧妙的把轮式和履带式管内行走机构结合在一起，使机构具有很好的越障能力．该机构紧凑，驱动效率高，工作可靠，尤其适用于管内壁有内凹障碍的管内环境．     

一种面向焊接机架的智能设计方法

通过建立一个基于层次数据结构的焊接机架表示模型,表示焊接机架的功能信息和几何信息,以支持焊接机架全过程的设计活动,该方法首先输入焊接机架的示意草图并通过人机交互指定其功能面;然后,利用知识规则进行杆件方位的智能确定和杆件拼接接头形式的自动选择,设计结果是完整的机架结构三维实体模型。     

基于互联网技术的远程机器人控制器设计

采取利用互联网、IEEE802．11x无线局域网及移动电话网的方法，为轮式移动机器人设计具有视觉功能的远程无线控制器，实现远程无线控制轮式移动机器人的控制器软件、硬件的基本结构和设计方法。设计的两种嵌入式控制器分别在局域网和日本的3G无线移动电话网上进行了实验，在具有视觉功能的轮式移动机器人上实现了利用浏览器通过网络对轮式移动机器人进行远程无线操作控制，并在远程操作计算机上通过网络利用浏览器获取机器人实时视觉图像。     

胶印机的结构优化

为提高胶印机在高速工况下的印刷质量,建立某型胶印机结构动力学模型,通过仿真准确识别及分析其振动模态和动态特性,发现墙板结构不合理是诱发整机在激振力作用下产生较大振动的重要原因;以机架前4阶固有频率加权值作为评价机架动态性能的标准,利用灵敏度分析方法分析墙板筋板参数对其动态性能的影响,并进行结构优化设计. 优化结果表明机架第1阶固有频率提高18.1%. 该方法可以提高胶印机的动态性能,增强其产品竞争力.     

基于FNN的轮式机器人路径跟踪研究

针对目前轮式机器人在路径跟踪时容易出现的偏离期望路径甚至打滑、侧翻失去控制等问题,对轮式机器人结构及其路径跟踪特点进行了分析,构建了轮式机器人运动学模型,设计了一种基于模糊神经网络(FNN)的行进路线和行驶速度分级控制的路径跟踪方法.第一级中模糊神经网络利用机器人位姿信息确定行进路线即转弯半径,第二级根据前方路径情况和转弯半径调节机器人行驶的角速度和线速度.仿真实验表明,所设计的模糊神经网络能够对所期望的路径进行快速准确地拟合,且鲁棒性强;轮式机器人路径跟踪过程稳定,不会出现失控现象.     

深海复合轮式采矿机器人越障性能研究

针对深海富钴结壳和热液硫化调查区复杂多变的底质环境特征,提出了一种兼有主被动混合越障模式的复合轮式采矿机器人.该机器人主体由4组复合轮组与铰接密封抗压型整体罐式车架组成.建立了典型越障工况下复合轮组结构的静力学模型,得到了影响其越障性能的主要结构参数,利用MATLAB工具箱对复合轮组结构参数进行优化设计,实现机器人越障性能的提高.结合深海复杂多变的底质环境特征,运用ADAMS软件对优化设计后的复合轮式机器人进行动力学建模和仿真分析.获得了机器人越障过程中的运动学特性曲线和力学特性曲线,并通过研制原理样机对其越障性能进行测试验证.结果表明,该机器人在复杂多变的深海底质环境下中具有较强的越障能力和通过稳定性.     

管道机器人研究及样机开发

本文对管道机器人的各种行走方式进行了研究、分析和比较,着重讨论了轮式行走机构,并根据其轮子的配置方式进一步分为空间轮式、平面轮式和直线轮式,就其受力及运动特性进行了深入的分析、比较。     

基于短波通讯技术的军用工程机械远程状态监控系统研究

应用短波通讯技术建立无线网络,实现工程机械作业的远程监控,为监控中心实时掌握机械状态提供保证.描述了基于短波通讯技术的军用工程机械远程状态监控系统组成结构,以起重机为例对车载状态监测平台硬件和软件进行了设计,探讨了军用工程机械与监控中心通讯的实现.     

基于惯性测量单元的轮式机器人轨迹跟踪仿真

针对轮式机器人轨迹跟踪质量下降问题,提出基于惯性测量单元(IMU)的轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法.通过两个惯性测量单元(IMU)来建立轮式机器人的速度、角速度计算模型,针对轮式移动机器人执行中的差动命令对轮式机器人实施闭环控制;设计轮式机器人工作轨迹参考量,结合动力学模型提出轮式机器人轨迹跟踪控制器,使轮式机器人可以在指定的轨迹上进行跟踪.实验结果表明,提出的方法能够使轮式移动机器人的轨迹跟踪误差更小,跟踪结果更精准.     

甘蔗收割机机架虚拟样机的模态分析与优化设计

对甘蔗收割机的机架虚拟样机进行了模态分析，发现其低阶模态振型对甘蔗收获质量的影响并不大，采用一阶方法对机架整体作静力强度优化，保证了结构综合应力在材料许用屈服应力190MPa范围内使整体质量降低约7％．优化后构件尺寸的改变并未影响样机的运动仿真，该尺寸可作为生产物理样机的可靠参考尺寸，从而缩短了研制周期，提升了产品设计的一次成功率，为今后数字样机的创新设计提供了一种新的思路和应用依据．     

气球吊篮姿态控制系统的仿真研究

气球吊篮在高空科学观测和实验中被广泛地应用,气球吊篮的姿态一般可以采用力矩陀螺或反作用轮来进行控制,这两种控制方法各有优缺点,该文针对反作用轮式控制方法,介绍了系统的构成原理,给出了系统的仿真模型,并在具有位置干扰和速度干扰的情况下,采用MATLAB对该控制系统进行了仿真,从仿真的结果来看,反作用轮式的吊篮控制系统可以完成控制任务,但是响应速度比较低.和力矩陀螺式控制系统相比,反作用轮式的吊篮控制系统的结构简单、费用低廉,在一些特定的场合是比较实用的控制系统.     

一个八自由度步行车辆模型及腿机构的运动学分析

在越野行驶时,步行车辆的性能明显优于轮式车辆.本文提出了一个八自由度六足步行车辆模型.它在越野行走时,可以完成象轮式车辆在平路行驶时的功能.在不平路面上,通过简单的控制装置,可以保持车体的水平,其结构较以往的步行车辆的结构大为简化.同时,提出一种适合于该车辆的腿机构,并对其进行了运动学分析.分析结果表明,该腿机构有良好的性能,完全满足步行车辆的要求.     

两栖装甲车辆水上射击位移规律仿真研究

两栖战备车辆水上射击动力学模型研究,以某轮式自行火炮为例,在车辆左右完全对称、静水条件纵中面内射击等假设的基础上,对两栖武器水上射击动力学模型进行了合理简化。采用水动力无因次体系法对该自行火炮的水动力试验数据进行合理转换,近似得到轮式自行火炮的水动力参数;运用MATLAB对轮式自行火炮水上射击动力学方程进行了解算,获得了静水条件下某轮式自行火炮水上射击位移特性数值计算结果,最后对计算结果进行了评估与分析,得到了火炮的水上射击位移规律。     

用腿好还是用轮子好？

在过去的几年里,在机器人界制造移动机器人时,有着这样一种总的趋势,大家都倾向于利用行走代替滚动,即使用腿式结构代替轮式结构。但无论对业余爱好者还是职业机器人工作者来说,轮式结构可能是一个更好的选择。 之所以选择行走式机器人,看起来是因为其能保证机器人适应更广泛的地形地貌和提供更强的机动性能。而且自然界里没有轮式结构的动物的客观事实仿佛也在为这个选择作着很好的诠释。我一直很尊敬的两位专家也是这种观点,他们是麻省理工学院（ＭＩＴ）移动机器人试验室主任布鲁克斯教授和机器人奥林匹克比赛,ＢＥＡＭ机器人比…     

基于阿克曼原理的车式移动机器人运动学建模

基于阿克曼原理的轮式移动机器人运动学模型对于无人驾驶车辆的研究有着重要的意义.对轮式移动机器人的运动学特性进行了分析,建立了不考虑滑行、刹车等的轮式移动机器人的运动学模型.对该运动学模型引入了阿克曼约束,给出了描述机器人运动状态的转向角、航向角和转弯半径等物理量的数学公式.最后对该运动学模型进行仿真实验,验证了所建立的运动学模型的正确性,为进一步研究轮式移动机器人提供了理论分析的基础.