常力封闭管内行走机器人机构类型研究

本文提出了用管径适应性系数A(A_(0.1))衡量管内行走机器人机构对管径变化的适应能力的方法,并用该方法评价了4种典型管内行走机器人机构。通过机构演化原理演化了各种形式的管内行走机器人机构,揭示了各种管内行走机构的内在联系,给出了各种行走机构驱动轮上正压力与机构参数的关系。本文还对斜叉式管内行走机构进行了实验研究。     

管内行走机器人机构的研究

本文提出了一种新型管内行走机器模型,探讨了模型的设计方法,并对该模型进行了实验研究,实验表明,该机器人能在水平或垂直上升管内平稳行走.     

微小型航天着陆器技术初探

详细介绍了国外航天着陆器的应用情况，并对月球着陆器着陆速度进行了计算。在对着陆缓冲装置进行分类的基础上，给出了在地球表面模拟微重力的几种常用方法。应用ADAMS机械动力学仿真软件，建立了机械缓冲式月球着陆器三维实体模型。在月球微重力环境下对该模型进行了动力学仿真。     

增强爬坡能力的六足机器人分步二次规划足力分配算法及试验验证

足力分配算法能够通过约束条件及目标函数的设计优化足端接触力,使多足机器人达到提高崎岖地形通过能力、提高行走稳定性以及降低能耗等目的。提出了一种增强六足机器人爬坡能力的分步二次规划足力分配算法,设计了可以减小最大牵引系数（足端切向力与法向力之比）的目标函数,并且建立了六足机器人约束模型。分步二次规划方法分别分配法向力和切向力,前后两步均为二次规划,可以应用于六足机器人实时控制。搭建足力分配算法仿真平台并采用该足力分配算法对不同步态行走的六足机器人进行了仿真分析,结果表明相比于传统方法,分步二次规划足力分配算法的最大爬坡角度更大。采用六足机器人试验平台ElSpider验证了该足力分配算法的性能。在相同坡度条件下,采用不同步态进行爬坡时,该足力分配方法相比于传统方法降低了所需的最大牵引系数。     

基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂设计与优化

大型可展开支撑臂具有广泛应用于空间任务的潜力,传统的可展开支撑臂主要采用的是合金材料,而可展开豆荚杆作为一种轻型复合材料会大大降低空间结构整体质量。结合薄膜天线的应用背景,提出一种基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂形式,并进行设计与优化。建立豆荚杆支撑臂的参数化模型,分析豆荚杆刚度参数与几何参数的关系,根据支撑臂设计目标函数分析选择豆荚杆截面参数。研究三棱柱式豆荚杆支撑臂动力学优化模型,对支撑臂单元数、框架管外径和厚度、斜拉索直径和预应力等进行优化设计,实现薄膜支撑臂最小质量基频比。分析绳索预应力和单元数量的优化结果,研究参数优化对支撑臂力学性能的提高作用。     

考虑足地作用的足式机器人环境表征与路径规划

足式机器人在行走过程中,足端与地面之间的相互作用影响机器人的地面通过情况。足地作用与地表的几何形状和地面的物理特性息息相关,因此仅基于几何特性地图进行路径规划难以满足野外环境下规避松软沙土等非几何危险的需求。针对该问题,考虑足地作用力学提出包含几何与物理特性的环境模型进行足式机器人路径规划。通过简化和统一软硬地面下的足地作用模型,提出表征地面法向松软特性和切向摩擦特性的参数化指标,结合几何特性构建更全面的环境模型。综合考虑影响机器人通过性的地面几何与物理特征,重构路径规划的优化目标,通过图搜索算法实现最优路径规划。以六足机器人Elspider为对象进行仿真和试验,验证了所提出的方法能够有效规避非几何危险,实现了更安全、通过性更强的路径规划。     

旋转式井壁取芯器钻头的齿轮液压马达设计

针对旋转式井壁取芯器工作空间狭小、高温高压、有污染等恶劣的工作条件,设计了一台满足工作需要的多齿轮式液压马达钻头,分析了所设计的液压马达和普通齿轮液压马达在体积相同的情况下,排量、流量、脉动率、输出转矩及中心轮所受径向力等参数的优越性.     

具有差动运动功能的管道机器人设计与分析

研制一种具有差动运动功能的环境自适应轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人,该机器人在通过弯管时可根据管道环境利用三轴差动机构自动调节各驱动轮的转速,从而提高机器人通过弯管时的运动柔顺性.为分析三轴差动式管道机器人的运行状况,通过建立机器人在弯管内运行的精确位姿模型,求得机器人驱动轮轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置;以位姿模型为基础对机器人各驱动轮的速度进行分析,得到机器人过弯管时各驱动轮的理论速比关系.对机器人驱动轮与管壁的正压力进行分析,并建立机器人的牵引力模型.搭建管道试验环境进行机器人的差速试验和牵引力试验,测试值与理论分析基本一致,说明三轴差动式管道机器人具有良好的弯管通过性能,适合于在工程管道中应用.     

基于TMS320C6201的钢轨超声波探伤系统

本文介绍了以DSP处理器TMS320C6201为核心，同时结合单片机PIC16F877，具有采集、记录、分析超声波探伤回波信号，自动识别损伤类型并报警显示的钢轨超声波探伤仪系统。它具有高速的采集频率，实时的信号处理功能，实时报警和显示损伤类型。采用的新的DSP处理器，保证了信号的实时处理。     

三轴差速器及其在管道机器人驱动系统中的应用研究

根据轮式管道机器人过弯管的具体要求，提出了一种新型三轴差速器。推导了三轴差速器的运动关系方程，经验证核差速器可以完成过弯管机器人的三轮差动任务，还可以应用在其它具有多轴差要求的传动系统中。