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．     

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．     

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。     

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.     

关节式移动机器人越障动态稳定性分析与控制

通过对关节式移动机器人越障过程运动学和动力学分析,得出控制移动机器人越障时保证动态稳定性的约束条件.根据传感器感知信息,用模糊逻辑控制方法改变车体姿态以适应地形,实现局部自主越障.实验表明,加入动态稳定性约束后,提高了关节式移动机器人越障的稳定性和越障速度,减少了各关节的动作,改善了越障性能.     

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。     

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．     

形状记忆合金丝驱动的仿生转动关节臂

提出了动物关节臂的力学模型,讨论了形状记忆合金（ＳＭＡ）和动物骨骼肌生物力学行为的相似性和力学性能的差异．基于仿生学的原理,研究了用ＳＭＡ丝驱动仿生转动关节的技术．研制了能实现ＳＭＡ感知功能的控制电路和ＳＭＡ丝驱动的仿生转动关节驱动器,并用该关节驱动器开发了一个两自由度的微型关节臂,该微型关节臂可用于微型步行机器人和人工假肢．     

楼梯清洁机器人的爬楼规划研究

为使圆周平动脚式楼梯清洁机器人能完成稳定的下楼动作,该文研究了其爬楼步态规划方法.首先基于几何法建立机器人爬楼的运动学模型;然后将爬楼梯的过程分为2个阶段,并针对这2个阶段的运动机理分别采用不同的规划方法;再基于运动学模型计算出各关节的角度,并搭建PID控制系统对机器人进行控制;最后联合Adams和Matlab进行仿真验证.研究结果表明：楼梯清洁机器人能够实现稳定下楼功能.