一种爬塔机器人的设计、仿真与控制

目前风力发电领域中对风轮机塔筒以及叶片的定期清洗、检测与维护任务主要依靠人工的高空作业,存在高风险.为解决这一问题,提出了一种包含3层平台(采用同步带和链条组合方式对缩放机构抱紧的两层升降平台和采用小车与弹簧钢带组合方式对缩放机构抱紧的一层旋转平台)的爬塔机器人.用多体系统动力学仿真软件RecurDyn对该爬塔机器人的主要机构进行了仿真分析,结果符合爬升、旋转以及收缩的运动要求.最后,进行了该爬塔机器人系统软、硬件的电路设计,利用TM320CF2812实现了对该爬塔机器人爬升运动机构、旋转运动机构以及缩放运动机构的控制,结果符合安全性的要求.通过设计、仿真以及控制该爬塔机器人,解决了英国南岸大学Ring机器人现有的缺陷,具有一定的创新性和优越性.

高压输电塔爬塔机器人设计

工人攀爬高压输电塔的过程中需要有爬塔机器人提供安全绳索。针对现有需求,进行了爬塔机器人的结构设计,阐明了爬塔机器人的工作原理,对爬塔机器人进行了建模仿真,确定了爬塔机器人的动力系统,选定了各组件中电机的型号。实际加工制造出了爬塔机器人样机,并进行了样机爬塔试验。实验表明,设计的爬塔机器人实现了在高压输电塔上的爬升、下降和锁紧。

基于DDPG的爬塔机器人越障决策控制方法研究

使用爬塔机器人完成高压输电铁塔的检修维护任务,要求机器人具有适应不同障碍环境的自动爬塔能力。不同铁塔的障碍大小、分布存在差异,传统预设逻辑的控制方法难以适应这种多样性,因此,提出了基于DDPG的越障控制方法。DDPG算法会根据机器人状态和环境感知系统获取周身障碍环境,进而探索不同机器人动作,并根据奖励信号调整确定最终的越障策略;同时基于机器人结构和任务需求设计行为树,将DDPG确定的策略映射到行为树节点上,实现具体的机器人动作。这种控制方法既能保证高层越障策略的灵活性,又允许机器人按照既定流程执行底层控制动作。通过实验证明了该方法有效提高了爬塔机器人的自主性和适应性。

一种架空输电线路爬塔机器人及其上下杆塔方法

通过研制一款无线遥控拉伸前进机器人,沿着铁塔的防坠轨道爬到指定高度后再通过升降绳携带物品上升的方法,解决检修人员体力和安全性的问题,提高工作效率。

海上风力发电机塔架攀爬机器人机体结构的有限元分析

通过设计海上风力发电机塔架攀爬机器人的结构,利用有限元分析,对机器人的传动部分、支架部分、攀爬部分进行分析,利用有限元方法以及理论计算进行对照,将传动部分的齿轮、攀爬部分的滚轮、支架部分的压紧块进行了有限元分析,得出结论,机体结构合理,强度较高,疲劳寿命好,振动较低,不易产生共振,可以很好地在海上风力发电机上工作,为后续海上风力发电机塔架攀爬机器人的研究提供了有效的帮助。

轨道爬塔机器人的设计与登塔应用

阐述防坠轨道爬塔机器人装置的设计和性能测试,机械装置的技术参数,通过现场试验验证了该装置的可行性和有效性。

基于决策树的机器人自动爬塔方法

使用爬塔机器人进行铁塔检修维护作业,要求机器人具备高效的自动攀爬能力。提出了一种基于决策树的自动爬塔方法。依据目标铁塔与机械结构分析了机器人攀爬过程中的步态方式,结合控制与感知系统设计了机器人的自动爬塔决策树。决策树运行的关键在于不同环境下步态运动的选择与执行:根据环境模型分析了影响步态选择的主要因素并设计了其量化指标,通过将机器人随机放置在常规铁塔上收集主要因素的样本数据并将此作为条件属性建立决策表,生成步态选择决策树;为了降低任务冗余性提高系统协调能力,在执行步态期间结合运动机构设计视觉调度决策树与绝对高度更新方法,实现步态选择与步态执行的并行处理。室内铁塔攀爬实验表明该方法能够有效地指导机器人的自动爬塔过程。