化学反应自驱动滚动机器人设计与实验

滚动机器人常采用外置电源或气源驱动,限制了滚动机器人的运动场景和活动范围。本文设计了一种化学反应自驱动滚动机器人,机器人内部放有反应液和催化剂,通过化学反应产生气体,推动反应液在多个腔室内循环流动,从而改变机器人重心实现滚动;设计了滚动机器人的关键部件——重力阀,重力阀在不同角度下实现周期性的开闭,从而控制流体。通过实验对重力阀的结构参数进行优化,使其在满足开闭角度要求的前提下,泄漏量最低;分析了滚动机器人实现自驱动的参数和条件,获得了最低液位线、最高液位线与重力阀开闭角度之间的关系;应用滚动机器人进行实验,结果表明,其最高滚动角速度为2(°)/s,验证了该化学反应自驱动滚动机器人设计的可行性,为化学反应自驱动在机器人领域的应用提供了思路。

管内组合转子转动特性实验

管内组合转子的转动特性是研究其强化传热及防垢阻垢特性的重要基础。为此,本文搭建转速测定实验台,采用光电式转速测定装置对螺旋两叶片转子、大导程螺旋两叶片转子、小外径螺旋两叶片转子及螺旋三叶片转子在管内不同流量条件下以及不同轴向位置处的转速进行了测量,分析了转子的转动特性。测量结果表明:转子转速是由转子在管内所处轴向位置、管内流量、转子的导程、转子的外径以及转子的叶片数等因素共同决定的;转子转速均随管内流量的增加而增加,而且近似地呈线性变化;转子转速均沿管轴向的深入而递减;转子导程越大,转子转速越低;转子外径越小,转子转速越低;转子叶片数的增多只能在管前端很小的范围内使转速增大。最后,获得了4种转子在管内不同流量条件下以及不同轴向位置处的转速拟合关联式。

无人机航母系统的构建与应用

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制系统操纵的无人驾驶飞行器。目前无人机普遍存在任务能力单一,续航能力不足等缺点。本研究提出并构建了一种无人机航母集群协同工作模型和一种采用线缆供电方式的无人机航母系统。无人机航母系统采用子母机架构,无人机航母平台作为子无人机的空中停靠点和电力传送中转站,将来自地面电缆的电能通过电缆传送给各子无人机,进而实现无人机航母系统的空中长时间稳定工作,各子无人机挂载设备并在以无人机航母为圆心的范围内执行任务。利用其可长时间工作和高负载特性,无人机航母系统在应急信号基站快速搭建、反恐防暴、舞台舞美、农药喷洒、工厂监测等方面有较好的表现,可在一定程度上拓展民用无人机的应用场景。

嵌入形状记忆聚合物的柔性致动器仿真及性能测试

柔性致动器是软体机器人的关键部件,其发展很大程度上依赖于智能材料的研发。针对于现有的柔性致动器刚度不可变的缺陷,通过嵌入形状记忆聚合物为其提供了一种刚度调节方式。详细介绍了形状记忆聚合物的加工过程和性能表征方法,并通过ABAQUS仿真和样机测试对形状记忆聚合物嵌入后的致动器进行可行性验证与性能分析。这也为变刚度操作型软体机器人提供了一种新思路。