管状带式输送机巡检机器人轨道热胀冷缩问题仿真与验证

管状带式输送机巡检机器人能够有效提高设备的巡检效率,降低设备出现重大故障的概率。由于管状带式输送机通常在户外环境中工作,环境温度的大幅度变化致使机器人轨道发生热胀冷缩,且频繁出现连接处断开、螺栓剪断、轨道变形等故障,严重影响了巡检机器人行走于轨道的安全性。文中采用有限元建模的方式研究轨道的热胀冷缩问题,对不同连接方案时轨道应力、横向变形、支架拉力等指标进行分析,采用轨道之间无间隙硬连接,轨道与支架滑动连接,在轨道活动端设置伸缩缝的方案以实现较好效果。同时,在实际工程中验证了上述方案的可行性,总结了管状带式输送机巡检机器人轨道设计的关键性原则,为今后巡检机器人正常运行提供了保障。

基于多源信息融合的巡检机器人定位系统

巡检机器人的高精度位置信息对于机器人巡检管理至关重要,在GPS拒止环境下,惯性测量单元(IMU)和超宽带(UWB)定位是常用的组合定位策略。然而,UWB在复杂环境中易受到非视距影响等产生异常值,严重影响经典非线性卡尔曼滤波的性能。本文基于最大相关性准则(MCC),改进扩展卡尔曼滤波(EKF)及无迹卡尔曼滤波(UKF)提高定位算法面对UWB测量异常值时的鲁棒性和精度。最后,搭建巡检机器人的定位系统验证平台。实验结果表明:所提出的算法能够提高IMU⁃UWB融合定位的精度以及鲁棒性,改进后的最大相关熵EKF(MCEKF)和MCUKF精度分别提升2.9%和5.6%。