关节式超高压带电清扫机器人HVCR-Ⅱ

为了降低变电所绝缘子停电清扫带来的经济损失,并提高作业人员带电清扫时的安全性,提出了一种遥控机器人HVCR-Ⅱ,用于带电清扫330kV变电所高电压设备的外绝缘瓷瓶．该机器人由自行拖车式移动小车、关节式-伸缩式绝缘机械结构、双主机从备用式控制系统、图像监控系统和泄漏电流自动报警系统5部分组成．工频耐压试验和模拟带电清扫试验表明,其绝缘性能满足超高压带电清扫作业规程,清扫效果满足设计要求．     

利用世界空间几何学信息的关节式机器人路径规划

针对关节式机器人提出了一种直接利用机器人世界空间几何学信息的有效的路径规划算法。该算法使用机器人周围的局部世界空间信息建立势函数，基于势函数的导数规划机器人路径。而且，针对常见的旋转关节机器人，分析了路径规划过程中的停留状态，提出了一种有效的消除势函数局部最小值的启发式方法。该算法避免了构形空间显式描述的复杂计算，在一般情况下，即使针对多自由度机器人，也能很快获得无冲突路径。最后，计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

高压绝缘子清扫机器人的动力学建模及分析

从支柱型绝缘子带电清扫机器人的振动问题中,提取出一类由柔性臂和刚性臂组成的系统,刚性臂和柔性臂之间采用垂直移动关节连接,构成了末端具有移动刚体的柔性臂系统．在假设模态法的基础上建立了系统的Lagrange动力学模型,建模过程考虑了重力对柔性臂振动的影响．根据模型分析了刚性臂全局运动与柔性臂柔性振动的相互影响,刚性臂的全局运动使柔性臂的振动频率降低,阻尼增加．应用该模型对绝缘子清扫机器人的振动进行了仿真．为优化清扫臂的全局运动,降低升降臂的振动提供了依据．     

带电清扫机器人绝缘安全分析

针对高电压环境下,当电介质中掺杂有金属导体时,提出一种带电作业机器人绝缘安全距离的分析方法．对于金属导体引起的电场不规则畸变,采用有限元的方法计算场强以验证是否超出临界值．该方法应用于带电清扫绝缘子机器人的绝缘安全分析中,并通过了试验验证．     

超高压带电清扫机器人可变半径清扫手爪设计及优化

由于变电站各种高电压设备外绝缘瓷瓶的形状及尺寸不一样,为了提高绝缘子带电清扫的效率和质量,设计了一种环抱半径可连续变化的清扫手爪,用于清扫220/330 kV变电站除主变套管外的所有绝缘瓷瓶.该清扫手爪采用8杆机构,具有一个自由度,清扫锥形绝缘子时可连续改变清扫半径;并且在整个动作过程中,所有毛刷盘的中心始终可近似位于同一圆周上.该清扫手爪拓展了超高压绝缘子清扫机器人的作业范围,实际应用表明,使用这种手爪提高了工作效率.     

关节式机械手点S的加速度分析

导出关节式机械手手部（简称点S）在水平方向和垂直方向的加速度（ａｘ,ａｙ．）及其合加速度ａs的计算式。通过实例说明了这些计算式的应用。这些计算式是进一步导出其它运动参数计算式和完成各运动程序的单片机软件开发的基础。     

关节式机械手点S的速度分析

导出关节式机械手手部（简称点Ｓ）的速度计算式。通过实例说明了这些计算式的应用。这些计算式不仅是导出其它运动参数计算式的基础,也是完成各运动程序的单片机软件开发所必须的。     

高电压带电清扫机器人绝缘油缸设计及分析

根据复合材料的各向异性特点和油缸设计需要,提出了按照蔡-吴张量多项式准则对绝缘油缸进行设计的方法,并采用绝缘复合材料玻璃纤维设计了一种新型绝缘油缸,用于高电压带电清扫机器人.经实验验证,绝缘油缸能很好地满足机器人的使用要求.     

关节式移动机器人自主越障中基于模糊神经网络的障碍识别方法

提出了一种关节式移动机器人自主超障时的障碍识别方法,该方法利用模糊神经网络对障碍物进行识别,确定障碍的类型和特征,并以此来控制移动机器人越障和避障时的行进速度和摆臂的动作,开发了在未知环境中障碍物辨识的模糊神经网络系统。实验证明,该方法是可行有效的。     

铰接式高速客车车体有限元分析及应用

建立了铰接式高速客车车体结构有限元计算模型，对该车体进行了静态强度、刚度和固有频率及振型计算，并对车体的结构形式及合理性进行了分析，为改进设计提供了有价值的理论依据．     

管道清灰机器人操作臂运动分析模型的建立

从管道清灰机器人操作臂机构特点出发,将其分解为举升机构和翻转机构两大功能机构模块.对各杆角度方向做出一些特殊规定,在此基础上,分别建立缸杆机构和斗杆机构的运动学模型并对其进行运动分析,建立了操作臂机构角位移和传动角的解析表达式.为管道清灰机器人操作臂机构的优化设计奠定了基础.     

高压绝缘子清扫机器人的运动优化

研究了高压绝缘子带电清扫机器人的振动控制问题,提出了以升降臂的残余应变能为性能指标,应用极小值原理优化清扫臂伸缩运动的加速度,降低升降臂残余振动的方法．针对包含两点边值问题的优化问题,给出了用满足边界约束条件下,加速度离散节点的三次样条插值曲线逼近加速度曲线的数值解法,并将得到的优化轨迹的减振效果与经过优化的梯形速度曲线进行了比较．结果表明,该方法可以更有效地降低升降臂的残余振动．     

一种壁面牵引移动式玻璃幕墙清洗机器人

提出了一种新颖的平面玻璃幕墙清洗机器人结构设计原则,据此设计了2个自身无行走机构并依靠壁面牵引移动的清洗机器人系统.机器人吸附在壁面上,在楼顶卷扬机的牵引作用下依靠自身重力沿壁面下滑,同时完成清洗作业,并通过双负压吸盘的交替吸附跨越突起的水平窗框障碍.为提高机器人的工作能力,进行了作业安全分析,并研究了吸盘吸附力的调整控制方法.现场试验表明机器人能有效完成幕墙清洗任务,具有机构简单、效率高、成本低、清洗效果好的特点.     

移动机器人自主越障反应控制行为组合方法

介绍了关节式移动机器人运动系统的元(基本)行为,提出了用模糊逻辑组合方法将原子行为(动作)组合生成高层复杂行为的行为模糊逻辑组合方法;描述了模糊逻辑组合方法组合生成的移动机器人自主越障行为.通过凸台、凹坑和楼梯等典型障碍的越障实验证明,该方法所生成的行为控制自主越障动作协调性好,具有较高的实时性、快速性和可靠性.解决了关节式移动机器人在城区和建筑内运动的越障稳定性和移动性问题.