摇臂-转向架式月球探测车越障通过性分析

为评价6轮摇臂-转向架式月球探测车的地面通过性,分析了其失去越障通过性的类型,确定了通过性几何参数,推导了失去通过性的条件,包括车身悬起和越过垂直障碍失去通过性的条件,由此对越过壕沟失去通过性的条件进行了分析,确定了月球探测车悬起失效、越过垂直障碍、跨越壕沟的极限尺寸,并给出了运用ADAMS软件仿真越过垂直障碍过程时各车轮所受正压力曲线.最后,对探测车原理样机的地面越障通过性进行了模拟实验.     

履带式防核辐射挖掘机越障过程动力学建模及影响因素研究

根据履带式防核辐射挖掘机结构及参数,构建了攀爬垂直壁和跨越壕沟两种典型越障工况的越障能力计算模型,计算得到其越障能力值分别为555 mm、1 721 mm.运用虚拟样机技术,建立对应工况下的动力学仿真模型,通过仿真获得其攀爬垂直壁和跨越壕沟能力值分别为551 mm、1 625 mm,与理论值相近.对其仿真结果进行分析得到质心位置及行驶速度对越障能力的影响规律:质心前移与上升能提升其攀爬垂直壁、跨越壕沟的能力,质心左右偏移对其越障能力影响微小;低速挡攀爬凸起障碍物时对车体冲击量较小,高速挡能有效提升其跨越壕沟能力.     

月球探测车的动力学建模与仿真分析

针对月球的复杂地形环境,利用多体系统动力学的理论,将月球探测车作为一个多刚体系统,对其进行动力学分析,建立了软地面环境下的月球探测车动力学模型.并利用ADAMS软件对所建立的动力学模型进行求解和仿真分析,为月球探测车控制系统的设计与数值计算提供了理论依据.     

摇臂式六轮探测车空间姿态建模与求解

摇臂式六轮探测车在通过复杂地形或障碍时,车体空间姿态不断发生变化.为了建立探测车的空间姿态模型,对摇臂式六轮探测车结构进行抽象概括,定义了探测车的5个空间姿态参数（包含探测车差动轴与水平地面倾角,主副摇臂转角等）,同时以探测车6个轮心高度作为模型的地形参数,完成了探测车空间姿态数学模型的建立.基于此数学模型,给出了空间姿态模型正解与逆解的相应求解方法,为分析探测车性能奠定了基础.     

多轴轮式车辆通过连续障碍性能仿真研究

综合考虑了独立悬架系统行程特点及车辆越障过程中的悬空现象,建立了带独立悬架的多轴轮式车辆越障力学分析模型,对车辆通过连续越障的分析过程进行了离散化处理,并进行了仿真分析.得到了多轴车辆通过连续障碍过程中车身与地面干涉情况的定量结果,为多轴轮式车辆越障性能研究提供了理论依据.     

深海采矿机行星轮式行走机构越障行为

为了适应深海富钴结壳和热液硫化调查区复杂地形多变底质,提出了深海采矿行星轮式行走机构.利用虚功原理建立了行星轮式行走机构越障动力学模型,分析了越障高度的影响因素,按1∶2.25传动比确定行星轮系结构尺寸,利用ADAMS进行双边越障性能分析(垂直障碍高度900mm).行星轮系的结构尺寸、车体质心位置及附着系数对越障高度影响较大;各轮系越障时出现驱动力矩、速度和正压力急增的现象,前轮系的前轮越上障碍后,各参数值趋于平稳,后轮越障时又出现瞬时脉动,但脉动较小,后轮系也有相同的变化趋势,各轮的阻力矩和输出功率与正压力变化趋势相同.行星轮式行走机构可根据地变化在定轴轮系和行星轮系间演变,具有较好的自主越障性能.     

轮履变体式车辆底盘越障性能研究

对全地形轮履变体式车辆底盘的典型越障性能进行研究.首先,参考某型车辆底盘,设计轮履复合轮（即变体轮）尺寸,建立三维模型;通过运动学和力学分析,确定出变体轮跨越壕沟、攀爬台阶及爬坡的临界状态,得到最大越壕宽度、最大越台阶高度和极限爬坡度.结果表明,轮履变体式车辆底盘具有很强的环境适应能力和较高的越障性能,且整体越障性能优于传统轮式和履带式车辆.这些为轮履变体式底盘的结构优化以及未来轮履复合式车辆的广泛应用提供了充分的理论依据.     

一种检测用植物油罐爬壁机器人爬越焊缝能力分析

为了进一步提高大型立式植物油罐壁面检测作业的安全性,提出了一种新型的植物油罐爬壁机器人并对其爬越焊缝时的情况进行了受力分析。建立了机器人前从动轮越障、两主动轮同时越障和单个主动轮越障3种情况下的力学模型,并对其进行简化,得出机器人在遇到障碍时,不同状况下对磁吸附力的影响关系。确定出越障时所需的临界吸附力,为机器人吸附机构的磁吸附力的确定提供依据。     

煤矿履带巡检机器人多体动力学建模及越障仿真

针对煤矿井下底板路面变化多样,履带巡检机器人行走机构行驶动态特性复杂,底板路面对履带行走机构响应较大,表征和模拟履带-底板路面相互作用的行驶特性较困难。特别是台阶型路面,履带行走装置在越障时其机身上仰姿态过高、落地时履带受到的冲击较大。基于履带地面力学理论,通过一定数量的经验常数确定煤矿底板路面参数,采用柔性体多体动力学的有限段模型方法建立履带行走机构虚拟样机模型,完成巡检机器人在水平底板路面及台阶型路面环境下的多体动力学仿真实验,其履带与地面的接触力、履带内部的轴套力及履带变形情况与机器人行驶、越障过程相一致,表明建模方法正确;同时得到巡检机器人在不同底板路面状况下,其滑转及滑移率也会随之发生变化,在水平底板路面其履带滑转率较小,但在越障过程中,履带理论速度与实际速度相差较大,特别是履带刚接触到障碍瞬间、以及机器人刚越过台阶型障碍瞬间可达0.78,研究结果可为履带巡检机器人在煤矿井下的智能控制提供理论依据。     

玻璃瓶垂直度无接触测量及其误差分析

对玻璃瓶垂直度的检测是利用计算机视觉的方法，通过两台摄像机从相互垂直的方向同时获取玻璃瓶的一幅图像，采用计算机图像处理技术的双目视觉测量方法，较精确地求出了玻璃瓶垂直度的偏差．文中主要阐述了如何进行摄像机定标及玻璃瓶垂直度偏差测量计算原理，并在此基础上较为系统地分析了主要测量误差的产生原因及对检测精度的影响．     

铰接型移动机器人结构设计与性能分析

针对复杂地形环境下传统移动机器人普遍存在的稳定性不足、通过性欠佳等突出问题,通过深入探究机器人越障机理,融合被动变形车轮与柔性铰接装置,研制出一款能够被动适应复杂多变障碍地形的多驱动模块铰接型移动机器人。综合考虑机器人构型原理与运动模式,基于稳定锥方法系统构建了机器人极限姿态的稳定模型并提出其临界倾翻条件。基于凸台、沟渠以及变曲率地形下机器人通过性的深度分析,提出了一种不同地形障碍下机器人越障方法。样机实验结果表明,机器人具有良好的运动稳定性与通过性,可被动适应复杂多变障碍地形。     

螺旋驱动式管内机器人越障性能优化设计

受当前管道连接工艺限制,各类管道连接处易形成环形凸台或环形凹槽障碍,因此管内机器人需具备一定的越障能力.相比地面机器人越障,管道内部封闭且受限的空间环境使机器人越障机理更为复杂.针对一类螺旋驱动式管内机器人,为了定量分析其越障运动并获得约束下最优越障性能,分别构建机器人在环形凸台和环形凹槽障碍环境的准静态越障模型,包含螺旋轮越障和从动轮越障两种状态.以机器人牵引能力、驱动电机转矩等为约束条件,构建机器人综合越障性能数学模型,基于指数惯性权重改进粒子群算法优化求解最优越障性能下的决策参数向量.将所提综合越障性能优化方法应用于螺旋轮角差动式管内机器人的设计中.试验结果表明:该机器人能够顺利通过PVC管道内2mm环形凹槽障碍和不锈钢管道内2mm环形凸台障碍,验证了所提方法的有效性.     

广东沿海地区大气稳定度及其分类探讨

利用广东沿海１个１００ｍ气象铁塔的逐时风向、风速和温度梯度观测资料及地面自动气象站资料，分析研究沿海地区的大气稳定度及其分类方法．结果表明，沿海地区大气稳定度应区分为地面、垂直和水平大气稳定度．地面大气稳定度由常规Ｐａｓｑｕｉｌ－Ｔｕｒｎｅｒ方法确定，垂直大气稳定度由温度梯度确定，水平大气稳定度由风向偏差确定     

虾形六轮移动机器人头部机构综合

研究了一种具有较强越障能力的虾形六轮移动机器人。通过分析得出了机器人头部车轮顺利越过竖直台阶的基本条件,重点分析了在基本条件的约束下如何设计头部四杆机构,并用速度瞬心法得到了头部四杆机构综合方法,最后通过实例证明了头部四杆机构设计方法的正确性。     

新型多单元串联巡检机器人机构研究与设计

针对超高压输电线路巡检机器人作业任务需求和输电线路障碍环境特点，提出了一种新型多单元串联的巡检机器人机构，每个单元由两个串联的平行四边形机构组成.根据机器人的越障机理及线路障碍物类型，规划出机器人的4种典型越障模式，给出机器人的主要结构设计参数，分析了典型越障模式下机器人手臂的工作空间.分析结果表明，该机构具备跨越500kV输电线路上典型障碍的能力，多单元串联的巡检机器人机构能够满足爬坡和转向条件下的越障运动需求.     

日本研制出月球探测车样车

日本宇宙航空研究开发机构最近研制出了月球探测车样车，可爬20度的斜坡，并能在沙地上畅行无阻。月球表面布满了因天体碰撞和自然演化而留下的凹坑和岩石，表层土壤则由于舍有大量细沙相对松软，当年美国“阿波罗计划”中使用的探测车就曾出现过陷车和爬坡困难等问题。为解决这些问题，日本新研制出的样车使用了4条密封履带，每条履带包裹5只车轮。在类似月球表面的沙地上进行的测试表明，这辆70cm长、60cm宽、40cm高的样车每秒可行驶几厘米，爬20度的斜坡不会滑落。利用履带间的速度差，可改变其行驶方向。     

具有手臂的移动机器人越障性能分析

移动手臂的运动对机器人越障性能和稳定性有一定影响.建立质心运动学模型,得到了机器人在越障过程中的质心变化规律,建立越障关键姿态动力学模型,分析了移动手臂动态运动对跨越障碍的影响.通过实验,验证了模型和分析结果的正确性.     

摧毁坦克的“猎潜”计划

据西方报刊透露,海湾战争爆发之初,美军就开始对隐藏于壕沟掩体中的伊军坦克实施了一项被称之为“猎潜”的打击计划,对其进行毁灭性轰炸,以便为尔后的地面进攻扫除障碍。     

煤矿搜救机器人履带式行走机构性能评价体系

为了探究何种履带式行走机构更加适用于煤矿搜救机器人,采用网络分析法从行走机构行走能力、防爆难易、操控性以及可靠性四个方面对5种常见的履带式行走机构进行性能评价.对5种行走机构的空间通过性、最大越障高度、最大越壕沟宽度和底盘高度进行了理论建模分析,同时提出了驱动电机数量对于防爆难易、操控性以及可靠性影响的数学模型.根据煤矿搜救机器人设计经验以及所推导的理论模型,对5种行走机构采用网络分析法进行了量化评价.最终,评价结果认为角度型行走机构更适于煤矿搜救机器人.基于评价结果,设计了CUMT-V型煤矿搜救机器人行走机构.     

高机动越障机器人攀登机构的关键问题解析

介绍了一种适合于野外非结构环境下的移动机器人，它由双曲柄加弹簧的攀登机构和两个四边形高架机构的组合变形机构组成，越障过程表现出足与轮的双重功能，具有很强的自越障能力．基于六轮高机动性越障机器人，对攀登机构进行了力学建模，采用ADAMS仿真和实验法，对攀登机构的结构参数进行了优化，并采用虚位移原理对有弹簧和无弹簧的力学分析进行了比较，定量地分析验证了弹簧在越障过程中所起的至关重要的作用．