论轮式移动结构的非完整约束及其运动控制

当质点沿光滑曲线运动时,必须满足横向速度为零的条件.同样地,不同轮式移动结构在平面上做光滑曲线运动时都需要满足该非完整约束条件.本文结合轮子转速和它们运动速度的完整约束关系,理清各轮式移动结构的完整和非完整约束,然后利用Euler-Lagrange方程方便地推导出相应的动力学方程.另外,通过该非完整约束,将目标轨迹曲线转化为速度目标的形式,然后引入目标轨迹曲线的相对曲率设计合适的动态跟踪目标.进一步,通过采用该动态跟踪目标可以将轮式移动结构的运动规律和动力学方程有机结合起来,并将原运动任务简化为一般的轨迹控制问题.基于该动态跟踪目标可以为轮式移动结构设计合适的鲁棒跟踪控制器,通过跟踪目标轨迹曲线的相对曲率来实现对目标曲线的精确跟踪.最后,理论分析和仿真结果显示,采用动态目标跟踪方法能够从根本上解决初始速度误差过大和位置误差不断被累积的问题,即使前向速度误差系统不稳定的,实际运动轨迹也几乎能和目标轨迹曲线重合.

煤矿巷道悬线巡检机器人结构设计及仿真

针对现有的煤矿巷道轮式或履带式巡检机器人结构及控制复杂、可靠性低,轨道式巡检机器人成本高、占用巷道空间资源等问题,设计了一种不受井下巷道复杂地理环境和人员及设备分布影响的煤矿巷道悬线巡检机器人。重点介绍了该机器人的结构设计,在ADAMS软件中建立了机器人虚拟样机模型,并对其水平行走且过障、上坡且过障、下坡且过障3种运动状态进行了仿真分析。结果表明:该机器人在水平沿线方向始终能够保持匀速直线运动;在竖直方向和水平侧摆方向上有波动,但均在允许范围之内;在3种运动状态下的位移变化比较平稳。仿真结果验证了该机器人结构设计的合理性。

轮式腿型机器人的越障分析与仿真

为了提高地面移动机器人的地面适应性和越障能力,通过模仿昆虫的腿形,在移动机器人机械本体上设计了一种轮式腿结构.同时选择了轮式腿结构布局的最优方案,提高了机器人运动的平稳性.针对该种结构在非结构环境中的越障性能进行了相关的分析,从理论上分析了具有轮式腿结构的机器人具有很强的越障能力和越障平稳性.并用ADAMS(Au-tomatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)对该机器人进行了运动学的仿真,仿真结果表明具有轮式腿结构的机器人具有较强的越障能力,可以翻越高度为轮式腿半径1.2倍的垂直障碍,验证了机构的可行性和越障原理的正确性,为轮式腿型机器人的进一步研究提供了理论基础和依据.

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。

自动避障三轮管道机器人设计

管道机器人作为一种有效的探测设备,可以深入人类无法到达的狭小空间内执行勘查任务。轮式机器人具有结构简单、运动连续平稳、速度快、可靠性高等诸多优点,因此开发了基于STC系列单片机的三轮轮式结构管道机器人。应用红外传感器电路实现有效避障功能;加入角度传感器模块,确保机器人可以在管道最底端平稳行进;采用脉宽调制技术驱动直流电机,通过改变占空比来控制机器人运动。设计的轮式管道机器人实物具有体积小、可裁剪性强、便捷等特点,能够完成管道内探测、数据收集等功能。

安全心理学的核心原理研究

为促进安全科学的理论研究,完善其基础原理的内容,在充分认识安全科学原理体系的基础上,分析研究体系中的安全心理学原理。首先提出安全心理学原理的定义并论述其内涵。然后根据人的心理学现象,总结归纳出安全心理学的7条核心原理,即感觉阈值有限原理、知觉差异原理、情绪作用原理、行为激励原理、素质培养原理、个性匹配原理和环境刺激原理。建立安全心理学原理的车轮式体系结构。阐述各核心原理之间的逻辑相关性。最后将核心原理应用于事故顺序模式分析和安全管理实践工作中,结果表明,这7条核心原理具有完整性和实用性。

基于CATIA的教育机器人机械设计

本文主要是对基于 catia 的教育机器人机械设计,主要介绍了教育机器人的各个部位结构的设计构思及结构工作原理和硬件设计,对一些机械设计中出现的问题进行分析和解决,包括头部云台、肩部气动伸缩、多自由度爪式结构、腰部液压结构轮式运动结构。本文结合仿生学原理和实用性完成了教育机器人的各部位的工作原理设计及结构选择设计。