履带式救援机器人行走系统设计

在分析典型灾难环境的基础上,采用模块化设计思想,提出了一种6自由度四摆臂履带式救援机器人行走系统总体方案和传动系统结构方案.该方案具有可迅速拆卸、方便携带和维修的优点,以及较好的越障性和机动性.基于救援机器人走廊调头和上下楼梯等越障过程的分析,设计了机器人的主要结构参数.以上工作为新型救援机器人实物样机的研制及越障性能的测试奠定了基础.     

基于ADAMS的救援机器人越障过程分析及仿真

基于复杂环境下对救援机器人运动性能的研究需要,提出了一种具有越障功能的六履带式机器人,阐述了其机构设计及其实现,为检验设计方案的有效性,对机器人攀越台阶的过程进行分析,并运用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障的实际过程,验证其越障性能。     

高压输电线路救援机器人结构设计与优化

针对高压输电线路检修人员线上意外事故救援困难,研究提出了一种载人越障救援机器人方案。首先根据高压输电线路救援机器人的作业环境,对救援机器人的越障动作及救援方式进行了规划设计;其次对救援机器人的各个机械结构进行了详细设计;最后对救援机器人的关键承力件进行了静力学分析,并在此基础上对其进行了拓扑优化,实现了该零件的轻量化。本研究为高压输电线路意外事故的机械化救援提供了参考。     

蛇形机器人越障研究

多机器人协调与合作作为一种新的机器人应用形式日益引起国内外学术界的兴趣与关注,但多机器人协调越障一直是机器人研究领域的一个难点.在建立并分析单机器人模块的结构模型以及最大越障能力的基础上,建立了蛇形机器人的结构模型,提出了一种新的越障方法.以蛇形机器人的弯举机构中的舵机为主要动力,推进机构的驱动电机为辅进行越障,推导出蛇形机器人越障的具体过程.在理论上论证了蛇形机器人的越障能力随着机器人的个数增加而相应增强.最后通过试验验证了本方法的有效性.     

三节履带式机器人越障分析

设计了一种三节履带式结构机器人,通过轴套轴结构实现了机器人的主运动和摆臂运动的同步进行,有利于机器人功能的实现。为分析机器人的越障性能,选择了阶梯、斜坡、沟道等典型障碍分析了机器人的运动机理及其越障能力,重点研究了机器人翻越阶梯时的运动机理及其越障能力。以三节履带式探测搜救机器人样机为例,分析了机器人仰角、摆臂摆角与越障高度的关系,并用MATLAB仿真得到阶梯高度函数以及相应关系曲线,求出了最大越障高度的理论值,并与实测数据进行了对比。推导出了机器人的最佳越障性能及对应的质心和摆臂的位置,为机器人越障时的控制提供理论依据。     

一种机器视觉的灾后救援机器人系统设计

针对灾后现场地形环境复杂且危险性大的特点,提出一种基于机器视觉的灾后救援机器人(RWTT-I)系统。机器人由视觉控制系统、两个相同的可变形双曲柄(parallelogram double crank,PDC)模块和轮履替换(replaceable wheeltrack,RWT)模块组成。每个PDC模块都可以独立的通过变形越过台阶、壕沟等障碍物,RWT模块在驱动力作用下能以轮式和履带式两种运动模式在各种地形环境下运动,通过视觉系统确定障碍物的位置尺寸来控制机器人调整PDC或RWT模块来越障救援。机器人系统成功的进行越障实验,表明了其越障性能能够满足灾后救援机器人的项目要求,具有很大的应用价值和推广意义。     

八轮式爬楼越障机器人设计与仿真分析

以移动机器人为研究对象,提出了一种以多组四杆机构为基础的八轮式爬楼越障机器人,机器人整个悬架结构呈对称式分布且载荷平台为整体式,控制和结构简单、具备承载能力且越障性能高。对机器人进行了整体方案设计、稳定角分析和越障仿真,对越障机构进行运动学分析以及优化得到了优化的轨迹图形,验证了机器人结构的合理性和稳定性,并通过样机实验验证了机器人承载和越障的稳定性,得到了机器人负载、越障高度和爬坡角度等基本性能参数。     

一种履带式机器人设计及其越障分析

针对核工业管道内壁情况的检测,设计了一种六履带四摆臂式移动机器人.该机器人具有越障、跨沟、无线遥控和图像采集等功能.详细介绍了履带式机器人机械结构和控制系统的设计过程,并对制作的机器人进行了越障性能分析和相关实验验证.     

摆臂轮式机器人越障过程建模及仿真

为解决在城市灾难现场,很多狭窄空间搜救人员无法进入的难题,充分利用搜救过程中轮式机器人的越障能力,首先对小型可分离式机器人进行了结构设计,并进行了越障过程的理论分析,然后使用Matlab对机器人的越障过程进行了运动学和静力学仿真。仿真和实验结果验证了电机驱动力矩、机器人主体与摆臂长度的比例及障碍物高度等之间的关系,为研究小型机器人在复杂环境中的越障能力提供理论依据。     

自主越障机器人在非结构化环境下的越障控制研究

根据对机器人的越障要求，研制出了一种小型自主的基于轮式、腿式及履带式的多种越障方式相融合的复合式越障机器人。本文介绍了越障机器人的机械结构，分析了越障机器人的越障能力以及越障姿态控制的问题，提出了在非结构化环境下，基于多传感器融合判定障碍类型，建立越障动作控制模块化数据库的控制方法。     

500kV输电线路防冰涂料带电涂装机器人的研发

介绍了500kV架空高压线路防覆冰涂料涂装机器人。该机器人通过独特的双手臂吊挂加两靠轮的结构实现了在四分裂导线上的安全吊挂;用一套越障轮加靠轮的方法实现了机器人自主越障的功能;用涂覆刷总成实现了涂料的均匀涂刷;开发了一套汽油机、蓄电池、电动机/发电机、气泵的组合电源/气源系统,实现了电能的重复利用。     

输电线巡检机器人越障机理与试验

分析超高压输电线路架空地线上的障碍物类型以及跨越这些障碍的过程.可以发现,巡检机器人采用双臂交替跨越障碍,越障过程简单.但是由于受巡检机器人自身重力偏矩的影响和手臂长度尺寸的限制,当单臂悬架在架空地线上时,导致巡检机器人本体倾斜,另一手臂完成脱线和上线任务变得十分困难,有时甚至造成越障失败.为了解决上述问题,提出质量调节的控制方法.该方法通过调节巡检机器人的质心,使巡检机器人的本体保持水平状态.为了验证质量调节控制方法的正确性,采用Lagrange方法建立巡检机器人动力学模型,通过仿真试验、实验室模拟实际架空地线试验以及超高压实际现场试验说明了提出方法的可行性.     

关节式移动机器人的越障运动

以关节式移动机器人的越障运动学分析为基础，采用自底向上的控制策略，在控制底层实现了自主越障的反射控制。实验证明，在移动机器人越障控制中反射控制方式是可行和有效的。     

小型轮履腿复合式机器人设计及运动特性分析

针对在室内外环境下对小型移动机器人的运动要求,综合轮式、履带式和腿式运动机构的优点,研制开发了一种多运动模式的小型轮履腿复合式移动机器人。该机器人可以进行轮式高速运动、履带或腿式越障等多种模式的运动。对其运动特性、越障性能、自动复位功能进行了详细的分析。采用的嵌入式控制系统保证了机器人功耗低、可靠性好、实时性高的控制要求。试验表明,这种移动机器人运动灵活,具有很好的环境适应性和较高的越障能力。     

基于单片机的移动机器人自动避障控制系统

本文介绍了移动机器人自动避障行走控制系统的硬件电路设计和软件设计,通过单片机控制超声波测距电路的工作,为移动机器人提供运动距离信息,同时通过单片机实现控制算法,为移动机器人提供控制信息。     

一种新型的关节履带式移动机构及其特性研究

针对现有的关节式移动机器人在越障以及姿态调整上存在的不足,在东华大学变位四履带足行走机构专利的基础上,自行设计研制了一种新型的关节履带式机器人行走机构,通过确立该机器人的越障高度与车体参数之间的关系,并与传统的机器人行走机构进行比较,证明了该行走机构具有很强的越障和姿态调整能力,目前该机构已成功获得专利。     

海底采矿移动机器人的避障研究

移动机器人是深海采矿系统中最为关键的子系统之一，由于海底固有地形特点的影响，以及海底采矿移动机器人自身结构和运动等因素的制约，因此研究海下移动机器人的避障问题有着重要意义。基于海底复杂地形的特点，在充分考虑了障碍物宽度以及移动机器人自身宽度和传感器偏差等因素的影响下，本文提出了基于预定路径的单障碍避障算法，使移动机器人可以顺利避障，并通过仿真实验验证了该算法的可靠性，为集矿车的控制算法研究提供了一定的参考。     

基于ADAMS的一种六足移动机器人的设计与研究

针对复杂环境对机器人的移动要求,提出了一种新型六足移动机器人的设计思想.设计了机器人的主要结构,对该机器人的设计进行阐述,并分析了其越障构态的变化特点.用静力学方法对机器人进行了越障理论分析,建立了六足机器人参数化模型,经ADAMS对机器人进行机构运动仿真,获得了机器人运动学特性曲线,为机器人总体系统设计与数值计算提供了参考依据.     

具有避障功能的小型地面移动机器人

针对在危险环境下对移动机器人的运动要求,设计了一种简易的具有避障功能的小型地面移动机器人,阐述了其机构设计及其控制实现。     

关节式履带机器人的爬梯性能研究

爬梯能力是关节式履带机器人的重要越障性能指标,针对爬梯过程中质心变化规律和运动过程中机体的稳定性等方面进行分析,并通过对爬梯过程进行运动学仿真实验,优化参数,提高设计的可行性及运动过程的平稳性。