高速铁路站房狭小空间检测机器人结构设计及越障测试

针对铁路站房雨棚内部空间狭小复杂,无法有效排查结构病害的问题,研制了履带肢翻越式检测机器人。本文介绍了检测机器人设计理念、整体结构、硬件系统及其功能以及狭小复杂环境条件下底盘驱动的选型,通过有限元分析对履带底盘运动学参数、动力学参数进行了确定,对履带底盘驱动系统和摇臂履带肢结构进行了优化设计。在实验室模拟的狭小空间多次测试,检测机器人均能够以连续动作翻越障碍,单次越障时间约8 min,表明其结构设计合理,动力学性能、运动学性能均满足要求。检测机器人可用于指定区域的外观检测,以发现表观病害。

狭窄空间管道外壁检测机器人结构设计

为实现替代人工方法检测过热器管道外壁的目的,本文基于对爬管爬壁机器人的结构原理的分析,考虑到过热器管道空间狭窄形状复杂,设计了一种环抱式管道检测机器人。本文阐述了狭窄空间管道外壁检测机器人工作原理,设计了机器人的机械结构,分析了机器人手臂和手指的夹持力,分析了机器人的爬管升降力,并利用有限元仿真分析对其进行验证。研究结果表明:该结构设计合理,满足所需运行条件要求。

堆垛机器人结构力学分析与优化

利用Pro-E建立堆垛机的三维实体模型,导入ANSYS软件对堆垛机进行分析,采用有限元法建立结构的静力学模型,进行简化与有限元网格划分,按照堆垛机的满载情况完成载荷的边界条件的加载,进而计算结构的节点位移、单元应力和应变等结果,对双立柱堆垛机的结构强度进行分析,为机体的设计和制造提供了理论依据.

具有拨土功能的轮腿一体化机器人结构设计

针对矿井灾难环境特点,采用三维建模软件设计了一种轮腿一体化机器人.该机器人采用轮腿一体式结构,具备了腿式机器人和轮式机器人的运动优点.分析了在不同环境下机器人采用的行进方式(即机器人步态),增强了机器人的环境适应能力,并且设计了基于多传感器信息的运动控制系统.该系统能够完成灾难矿井下的环境探测、信息获取以及机器人步态控制等功能,为矿难救援工作提供了重要的信息.

基于华北五省武术擂台赛机器人结构设计

擂台机器人排位积分赛将擂台上事先放置的象棋和障碍物全部推下擂台,重物和棋子必须完全掉下擂台后才能得分。在推象棋和障碍物的过程中,攻击铲受力面积少,导致接触目标概率降低,攻击时就有可能逃脱,从而导致比赛丢分。因此,需要对攻击铲结构进行加长设计,在保证机器人移动的灵活性的同时,通过增大攻击铲接触面积来提升攻击概率。引言:越来越多的学校与社团开展各式各样的机器人比赛。武术擂台赛是一组对抗性较强的自主移动机器人比赛,机器人能够实现自主识别、自主决策、自主攻击的智能机器人。

工业机器人整机结构方案的动态性能评价

提出一种快速预测和评价机器人整机结构动态特性的建模解析方法。模型由梁单元和集中质量单元组成,并通过结合部联接;基于边界元法建立单元动柔度方程式,通过柔度矩阵合成方法建立机器人整机结构的动柔度方程式,从而可快速获得机器人整机结构的固有频率和振型特性。基于该方法开发了相应的动态特性解析软件。应用该方法和软件预测一个五自由度搬运机器人结构的动态特性,对其3种可选方案进行了动态特性评价,为该机器人的结构选型提供了理论依据。

一种多姿态便携式履带机器人传动和结构设计

提出了一种新型4自由度便携式履带机器人结构设计方案。机器人采用三段式模块化设计,可迅速拆卸,适合单人携带和进行维护;机器人具有良好的机动性能,在越障、跨沟、攀爬方面具有明显优势。介绍了机器人的结构特点及其运动功能实现,并围绕传动设计和结构设计两大方面,对机器人的传动结构布局、传动实现、模块化结构设计、抗冲击结构设计等内容进行了详细阐述。

钢结构焊接机器人的研究与应用

钢结构技术发展快速,尤其是建筑钢结构应用日益频繁,一个单体建筑动辄就用钢梁高达上千吨钢材。这些钢材都需要采用焊接技术来进行焊接,导致焊接工作量巨大。并且随着现代建筑的复杂化与多元化,钢结构建筑在建筑行业中有着越来越广泛的应用。钢结构建筑相比于传统建筑,其稳定性、使用寿命、耐久性、建筑重量以及施工周期上有着更高、更长、更佳、更小和更短的优点,而其施工效率也更高。建筑钢结构的制作离不开钢结构的焊接技术,然而建筑钢结构焊接一般都是使用厚板进行坡口焊,需要多层多道焊。传统手工焊接存在着质量不稳定、低效等问题,并且可能会存在着安全隐患。为此,建筑钢结构焊接机器人应运而生。从焊接机器人的发展过程来看,焊接机器人已经从最初的3轴机器人、4轴机器人,发展到现在的6轴机器人,并且应用到了各行各业当中。随着工业生产技术不断进步和发展,焊接机器人也得到了快速发展。钢结构焊接机器人能够提高钢结构生产效率和质量,提升钢结构生产过程中的自动化程度。本文对钢结构焊接机器人进行了介绍,并分析了其未来的发展方向。

基于一种新的姿态描述的并行结构机器人工作空间解析解

本文针对并行结构机器人的结构特点建立一种新的姿态描述 ,给出了相应的定义 ;并基于这种描述及Grassm ann线几何对 6 - 3并行结构机器人工作空间的奇异问题进行分析 ,得到一个简单而有效的非奇异边界 ,及该区域内的杆长约束条件下保守的工作空间解析解 .且与模型结构无关 ,具有普适性 .因此只要并行结构机器人的模型描述采用了新的方法 ,那么它的运动学研究就可以通过这种方法来进行 .

并联机器人结构合成第一部分，方法论

机器人这个术语的起源可以在Karl Capek创作的科学幻想剧本中找到。这个剧本是R．U．R于1920年在捷克出版。并联机器人机械手被认为是对包括机械加工、制导、测试、跟踪、触觉力反馈在内的许多应用的一种被广泛接收的选择。一个典型的并联机器人机械手（PM）由一个通过至少两个被称为臂的运动链连接到底座（固定平台）的移动平台组成。

GIS管道检测机器人本体结构参数设计及运动分析

根据GIS设备故障检测需求及内部结构特征,在分析了移动车体在GIS内部行走特点后,对GIS管道检测机器人本体结构参数进行了设计。根据GIS管道内部结构尺寸及机器人内部电子器件大小确定了车体整体尺寸参数;根据GIS管道形状,对机器人的爬坡角度进行了设计;结合机器人的爬坡能力与行走路面环境,确定了检测机器人车轮尺寸参数。在确定移动车体结构参数后,运用Adams动力学仿真软件对车体在波纹管中的运动状态进行了分析。最后对GIS管道检测机器人试验样机运动性能进行了测试。

自主发育智能机器人体系结构研究

传统的机器人系统范式分类已经无法将新出现的方法和理论纳入其中。为此,首先从认知的角度重新对机器人的范式进行分类。新的范式分类涵盖了传统的系统范式,明确了自主发育在机器人系统范式中的地位。在此基础上,提出了自主发育智能机器人体系结构。该结构只需利用基本的感知能力和行动能力,分别利用感知发育模块、认知发育模块和行为发育模块实现自主感知分类、时空经验知识以及反应式行为的逐层发育。各发育模块之间互相依赖并可以同时学习,具有实时的自主发育能力。

面向民爆行业的工业机器人贴标及装车系统

研究背景工业机器人结构分类及应用现状工业机器人技术发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高,工业机器人已在众多领域得到了应用。据IFR统计,2021年全球平均工业机器人密度为126台/万人,密度最大的是韩国,为每万人932台。中国为每万人276台,新加坡、日本、德国装机密度分别为605、390、371台/万人,均排在中国之前。中国作为全球工业机器人销量最大的国家,机器人密度较之发达国家仍处于较低水平,但受人力成本、劳动力短缺等因素影响,中国工业机器人密度上升速度最快,预计2025年制造业机器人密度较2021年实现翻倍,将广泛应用于金属成形、汽车制造、电子电气、铸造、冶金行业、食品工业、华工行业、玻璃行业、家用电器等各个工业领域,市场潜力巨大。

变结构陆空机器人自主跨域越障技术研究

陆空机器人因其灵活的机动能力而备受关注,为了更好地发挥陆空机器人的跨域越障特性,以变结构陆空机器人为平台,对深度图像进行二值化处理以提取前方障碍物的边缘轮廓,采用最小矩形匹配法对障碍物进行建模,获取障碍物的距离及高度信息.根据障碍物距离和高度的检测结果及平台地面移动越障极限,提出了一种自主跨域越障策略.试验结果表明,机器人可以准确检测判断出行驶前方障碍物的距离及高度信息并可以顺利自主跨域越障,到达目标点,提出的障碍物检测方法及自主跨域越障策略是有效的.

变结构球形机器人系统设计

本文针对一种具有球态、涡扇轮态和轮态三种基本运动形态的变结构机器人进行了系统研究,从机器人机构原理、信息感知、控制系统三个方面进行了深入分析,研制了一种具备自主侦察能力的变结构球形机器人模型,并给出了基于该模型机器人的实验分析。实验表明:该机器人系统方案可行,机器人具有防护性好,机动性好等特点,并有一定的侦察能力,适用于机密侦察及军用监控领域。

基于Internet的远程控制机器人系统结构设计探讨

主要由框架设计中的硬件与软件两方面着手,分析设计远程控制机器人系统的一些方法与内容,以望能起到抛砖引玉的作用。

钢结构预制焊缝涂装机器人动力学数学模拟计算

随着智能工业的飞速发展,钢结构预制焊缝涂装机器人的应用越来越广泛。因此,对焊缝涂装机器人的性能需要越来越高。为了保证焊缝涂装的质量,使其适应复杂的工作环境,达到良好的跟踪速度,钢结构预制焊缝涂装机器人的运动学建模方式从最初的平面轮式发展到目前的复杂地形下的轮式移动机器人。本文采用D-H法,对双驱双向AGV机器人和六轴机械手进行了运动学数学模型的建立以及数学模拟计算。该方法操作简单,以机器人连杆和关节为基准进行建模,这种建模方式的优势在于应用范围广,不受限于机器人结构的复杂程度。

特种变结构履带式机器人的软件设计

以特种变结构履带式机器人为研究对象,结合机器人的结构特点和性能指标,搭建了基于STM32的机器人控制系统。采用模块化设计的思想和策略,针对特种变结构履带式机器人的行进模块和可变结构模块进行了软件设计。在系统软件设计中,采用模块化结构和C语言编程,编写了按键控制模块、A/D转换模块、PWM模块等的应用子程序;然后在搭建的硬件平台上进行了相关实验验证。实验结果表明,本文所研制的控制系统能够很好地完成机器人的前进、后退、停止、转弯和变结构等控制任务,且控制系统工作可靠,性能稳定,直流无刷电机动态响应状态良好,步进电机运行平滑,能够很好地满足机器人的性能指标。

可变结构体机器人滚动步态参数优化

可变结构体机器人是一种基于张拉整体结构设计的新型移动机器人,由刚度较大的压杆和弹性较大的拉索构成,利用自身形变产生滚动。然而由于缺乏必要的参数分析,目前其结构设计多基于经验,滚动控制往往采用固定驱动参数,未考虑材料参数与驱动参数对机器人易滚动性、能耗、结构可靠性等特性的影响;而张拉整体结构内力耦合度高,传统动力学分析参数影响极其复杂。因此,为获得低能耗、易滚动且结构可靠的可变结构体机器人,将重力矩、临界驱动长度和驱动力作为性能参数,描述可变结构体机器人的上述三项性能。通过有限元法分析方法,建立驱动参数、材料参数与三项性能参数的关系。在此基础上,提出参数优化方案,指导参数选择。通过试验验证结果的正确性。

竞赛机器人结构研制

本文介绍了亚太大学生机器人大赛国内选拔赛竞赛机器人的研制，阐述了竞赛型机器人的创意与机械结构设计，并以搬运木块手动机器人为研究对象对竞赛机器人的功能、特征、工作过程等问题做了较为详细的分析和研究。