基于模块化自适应管道机器人机构设计与研究

针对传统管道检测机器人存在的驱动效率低下、适应管径单一、过弯产生运动干涉、无法长距离作业等问题,设计了一种具有自适应能力的新型管道检测机器人.基于模块化设计的思想,将机器人按功能分为6个模块,对各模块不同方案的特性进行了分析和对比,完成了各模块的设计和优化.该管道机器人结构紧凑、运动稳定、可自适应过弯、自适应管径变化、...     

履带式管道机器人的自适应模糊控制

介绍了自适应履带式管道机器人的基本运动机构，分析了其在管内的运动状态，研究了对机器人在直管与大曲率半径弯管内移动时的运动模糊控制方式。根据大量的实验结果分析改变管道机器人运动环境，如不同管道直径、不同管道弯曲半径等，对机器人运动状态的影响。运用相关原理研制了具有一定管内运动环境自适应能力的履带式管道机器人模型样机及其运动控制系统。     

新型蠕动式管道机器人设计

为提高管道机器人的自适应能力,运用自锁原理设计试制了一种新型蠕动式管道机器人.该机器人行进过程中,不需对管壁施加额外压力,就能适应水平、竖直、弯曲管道,并且对不同管径、不同截面的管道有一定的适应性.机器人的基本结构采用了伸缩式伞架机构,根据设计要求推导出其伸缩机构的受力情况和支撑机构与管壁的自锁原理;完成了支撑结构、联接机构的设计;建立了丝杆推力与平行四边形推动力的关系;并利用提出的设计方法制作了样机,并完成了样机试验.结果表明,该机器人牵引力大,自锁性能好,能够在内径为90~150 mm的管道中行进,并能够顺利通过弯道.研究结果可为管道机器人的设计提供参考.     

面向环形管道的电力巡检机器人设计与环境建图

在大型水电站中,离相封闭母线（isolated phase enclosed bus, IPB）只能通过预防性试验对设备状态进行检查,难以目视外观检查。为解决这种密闭狭小空间的环形管道的巡检困难问题,提出了一种可在水平、竖直段上行走的轮式攀爬机器人。首先,对攀爬机器人移动和附着方式进行对比分析,根据实际工况,选用轮式推力附着方式并基于该方式对机器人整体结构进行力学分析;通过搭建的模拟IPB管道内的运动实验,结果验证了巡检机器人满足水电站内IPB管道的检修需求且具有良好的适应性;设计基于柱坐标的点云配准方法,解决了管道内无法正确建图的问题,且计算时间优于激光雷达里程计建图 (lidar odometry and mapping, LOAM)及迭代最近点 (iterative closest point, ICP)算法,拓展了激光雷达点云建图的应用范围。     

清洁机器人全覆盖算法的研究

本文针对自主清洁机器人提出基于网格地图表示方法的内螺旋覆盖算法,完全覆盖所有区域,同时该算法不用进行复杂的数学计算。最后利用Matlab7．1进行了仿真,实现结果表明该算法具有很好的实用性。     

油气管道机器人研究进展

随着中国在役油气管道数量的增加、时间的增长,管道腐蚀、老化、几何变形等缺陷逐步显现而出。由于人工检测受空间复杂、管径窄小等因素限制,应用管道机器人进行检测等作业已成为国内外研究的主流趋势。针对油气管道长时间服役后存在的失效风险,掌握油气管道机器人的最新研究趋势,有助于制定前沿性的发展目标并减少研究重复的可能性。对近年来在役油气管道机器人的研究现状进行详细阐述,根据运动结构、工作环境将管道机器人分为管道内(被动式、主动式)、管道外机器人两大类,通过详细举例各类型管道机器人,对比分析各运动结构的综合性能,提出现场适用性需要考虑的关键点,研究管道机器人的未来发展方向,提出管道机器人实现多参数融合,将对未来油气管道的安全服役有重要意义。     

自适应主动避障管道机器人结构设计及运动分析

对于城市中的市政排污水管道检测,现有管道机器人存在管道适应性差、越避障能力不足的缺点. 结合市政管道检测工况分析现有管道机器人设计的不足,设计了一款管道适应性好、越避障能力较强的轮式偏转越障可变径管道机器人. 结合检测工况要求,所设计的机器人采用滚珠丝杠螺母副和剪叉臂相结合的变径机构,机器人具有运动模块的偏转机构,可实现管道内灵活转向、避障以及运动位姿变换. 基于所设计的管道机器人结构,对机器人的运动性能进行了分析,提出了机器人运行时的越避障运动方案,实现在市政排污管道中灵活避障和越障.     

油/气管道检测机器人

在轮式和履带式机器人的基础上,设计开发了一种新的管内移动机器人.机器人的3组驱动轮沿圆周方向120°均布,在轴向截面内,前后两组驱动轮布置在同一组平行四边形机构上,驱动电动机通过蜗轮蜗杆副驱动3组驱动轮,调节电动机通过滚珠丝杠螺母副和压力传感器使3组驱动轮始终以稳定的正压力紧贴在管道内壁,使机器人具有充裕并且稳定的牵引力.该机器人机构紧凑,工作可靠,适用于管径为 400～650mm的管道.     

四轮管道机器人的通过性能研究

针对市政管道的几何特点,以四轮管道机器人在弯道处的数学模型为基础,设计了四轮管道机器人.利用ADAMS软件对机器人进行了弯道通过性能分析,并绘制出了机器人运动的轨迹曲线.仿真分析结果表明,在满足数学模型的情况下,四轮管道机器人能顺利通过弯道,证明了设计的合理性.其中,过渡阶段轨迹曲线上的20mm微小跳动分析也为机器人的驱动控制研究提供了依据.     

基于 CATIA 的快速设计

以制动系统中的制动踏板为例子,讨论了二次开发 CATIA 的过程. 在 CATIA 平台上,运用参数化设计思想,实现了零件建模、尺寸参数自动提取、人机界面定制等功能,完成了基于 CATIA 的制动踏板参数化设计任务. 解决了 CATIA 工程框图不符合我国标准的问题.     

小型水面垃圾清理机器人的设计与实现

采用arduino uno开发板作为控制核心并利用蓝牙模块连接控制,设计了水面垃圾清理机器人该水面垃圾清理机器人主要包括控制装置、动力装置、收集装置和存储装置,体积小,成本低,打捞速度快,作业效率高,具有较强的实用性.     

基于CATIA与CFD的某机翼型设计研究

根据相关机翼外形优化设计方法,通过CATIA软件、CFD软件,对某机机翼进行设计,经过多轮机翼外形设计、全机数值计算、升阻特性分析、力矩特性分析,在满足飞机基本设计点的情况下,设计结果获得了最佳的全机升阻比。     

基于有限状态机理论的多节机器人运动步态分析

基于蚯蚓生物体运动原理研制了一种新型多节蠕动微小型机器人．机器人由5节铰链式结构组成，其外形直径约6．8mm，长度约110mm．介绍了该类机器人的机体构造和运动原理．在详细阐述有限状态机理论方法的基础上．建立了机器人的运动步态分析数学模型．并进行了单个行进波模式和任意行进波模式下改变机器人运动方向的机器人运动步态仿真分析．结果表明，该方法可用于分析该类机器人运动步态的可行性和所建立模型的正确性．从而为研究该类多节机器人系统的运动步态问题提供了理论依据．     

基于AVR单片机的清洁机器人控制系统设计

实现了一种基于ATmega128单片机的清洁机器人控制系统,包括硬件设计以及软件算法的实现.控制系统硬件部分传感器包括红外测距传感器,碰撞开关,红外测速传感器等.红外测距传感器、碰撞开关用来感知障碍物,红外测速传感器用来检测驱动轮的速度,电机为驱动轮以及清扫机构提供动力.本文软件部分采用了全覆盖路径规划算法,为环境建立固定坐标系,以沿边行走方式探测环境信息,实现了清洁机器人区域全覆盖行走功能.     

一种基于背景差分的运动目标检测新方法

针对传统运动目标检测方法存在的缺点和不足,提出了一种运动目标检测的新方法:基于背景差分,融合多种检测手段和理念,有效地克服了传统方法存在的误检和空洞等问题.实验结果表明,该方法快速、有效,能够满足运动目标的实时检测要求.     

基于DSP的漫游机器人设计

主要完成了漫游型机器人的硬件和软件设计.该设计以TMS320F2812 DSP作为机器人的检测和控制核心,以反射式红外传感器作为漫游机器人规避障碍的实现工具.在硬件电路设计的基础上,通过编写各种程序模块,实现机器人的各种基本功能.     

基于PMAC的机器人控制器设计

介绍了一种以DSP为核心的多轴运动控制器PMAC ,包括它的硬件结构、软件功能、通讯和存储方式等 .在此基础上 ,提出一种基于PMAC的开放式机器人控制器设计方案 ,给出了控制器的软、硬件结构和实现例程 .     

PB环境中自适应分辨率窗口的设计与实现

目前,市面上计算机显示器的规格各不相同,系统开发人员的开发环境可能与某些用户的运行环境存在不同。分析了用户显示器的分辨率与系统默认的分辨率不同时产生的不良后果,从而将适应性原理应用于程序设计,设计并实现了能够适应不同分辨率的自适应窗口。     

基于CATIA的实时渲染及工程图研究

目前CATIA主要用于工程设计,它拥有远远强于其竞争对手的曲面设计模块。同时自身所带的渲染模块功能也不可小觑,本文主要就CATIA的实时渲染功能,工程图制作进行研究并将其在三维CAD系统中的应用做出研究说明。