螺旋轮式管道检测机器人驱动电动机的控制

分析了螺旋轮式管道检测机器人驱动系统的组成和原理,给出了管道机器人驱动电动机的控制策略,并设计了电动机的控制系统.根据机器人的运动参数分析管道状况,研究了驱动电动机的控制过程,为下一步精确控制管道机器人的驱动电动枳嵌供了参考.     

全液压驱动管道机器人公理化设计

随着管道机器人应用领域与任务需求的不断增大,机器人设计中存在的问题日益突出,如输出功能相互耦合、定位精度不高以及复杂环境下可靠性低。针对石油水平井对于管道机器人的特殊应用需求,将公理化设计理论应用到机器人系统设计中,创新设计一种基于挠性支撑结构的全液压驱动管道机器人。概述公理化基本原理与设计过程,对全液压驱动管道机器人进行概念设计,完成设计耦合性分析。确定机器人机械系统与液压系统具体结构组成,并分析其工作机理。应用AMESim软件,对机器人运动原理方案进行仿真分析,结果表明:全液压驱动管道机器人可以实现自动往复运动,牵引力可以达到30 kN,运动速度可以达到0.12 m/s;机器人牵引能力与运动速度可以完成单独调节,从而实现解耦设计。     

金属磁记忆管道检测机器人的应用研究

阐述了金属磁记忆检测技术的基本原理及磁记忆检测机器人的研究现状,针对存在的问题,基于形态分析法对不同驱动形式的机器人进行优选。提出了一种适用于150mm管径的螺旋轮式机器人驱动系统,对机器人的动力系统和检测单元进行设计,为长输管道磁记忆检测机器人的结构设计和优化提供了有益参考。     

新型微小管道机器人驱动特性分析

研制了一种具有"大驱动、快速、长距离运动"综合性能的新型微小管道机器人。机器人采用电机驱动蠕动式爬行方案,主要包括自调节支撑机构、柔性保持机构、软轴驱动机构、卸载机构等,适用于直径为15~20mm的微细管道。在介绍了工作原理及机构组成的基础上,对各机构的力学特性进行了分析。虚拟仿真和样机试验表明,机器人能顺利通过曲率半径不小于80mm的弯管,移动速度为8~10mm/s,具有0~90°爬坡能力,可双向移动,其负载能力不小于10N,载重自重比可达6.67∶1。     

微型软体机器人能源驱动技术研究进展

具有高柔顺性、低能耗、高功率等特点的微型软体机器人在管道检修、战场侦察等复杂环境中具有广阔的应用前景。能源与驱动器决定了微型软体机器人运动方式和运动性能。为使更多研究人员了解现有柔性驱动技术及其能量来源的研究进展,从物理能源驱动、化学能源驱动以及生物混合驱动三方面入手,总结了基于这三种能源的典型驱动方式并分析其优劣。对现有柔性驱动及其能源存在的不足与未来发展进行讨论与总结,可为后续软体机器人柔性驱动技术发展与性能提升提供参考。     

微小管道机器人机构设计及动力学分析

设计了一种蠕动式微小管道机器人,采用三组直流电机与螺旋传动装置,通过控制三组电机顺序协调动作,实现了机器人的蠕动前进。研究了机器人在竖直管道中驱动负载的情况,以及爪子适应管径变化的力学调节特征。利用ADAMS动力学分析软件,对机构做了运动学和动力学仿真,通过仿真得到了牵引力和移动速度与结构参数之间的关系。仿真表明,机器人可以适应15~20mm的管道,驱动力达到28N,移动速度为6mm/s。     

螺旋轮式管道检测机器人越障性能研究

建立了一种螺旋轮式管道检测机器人驱动系统的三维模型，对驱动系统通过凸台和三通的能力进行了动力学分析。研究了预紧弹簧刚度和预紧力对螺旋轮过凸台能力的影响，讨论了过三通时的几何约束和动力学约束条件，并通过算例分析，验证了模型的正确性。     

埋地管道电磁检测技术的研究

由于小口径埋地管道的工作空间狭窄,多通道电磁检测技术在其研究应用面临大量的困难与问题。分析了埋地管道的检测特点和电磁检测原理与装置,对小口径埋地管道的电磁检测方法、检测性能、检测机器人的驱动方式、机器人的越障及控制等进行了研究,提出了该技术有关环节的研究思路、特点和要求,为进一步深入研究提供有益的参考。     

管道机器人在三通处的通过性分析

三通是管道机器人经常遇到的典型障碍之一,克服该障碍的能力用管道机器人在三通处通过性来描述。文中提出一种描述差压驱动式管道机器人三通通过性的数学模型,该模型由一组组合约束构成。通过对约束方程的分析讨论、与管道机器人弯道通过性的对比分析,得出了规律性的结论。管道机器人在三通处的姿态、单元体的几何尺寸、行走轮结构形式对其通过性都有不同程度的影响。所提出数学模型是管道机器人三通自主行走控制策略设计和相应结构设计的理论基础。     

基于dsPIC30F5015的无刷直流电机控制系统

根据管道探测机器人电机驱动控制要求和当前数字控制技术水平状况,提出了以dsPIC30F5015芯片为核心的无刷直流电机数字信号控制系统,并介绍了该控制器的系统功能、电机控制PWM模块工作原理、传感器译码、外围电路设计以及驱动控制系统的软件开发。实践证明该驱动控制系统安全可靠。     

差压式管道内检测机器人驱动力与速度分析

差压式管道内检测机器人是利用管道中流动介质压力差驱动的检测装置，机器人受力情况及周围流场分布对其运动状态有着重要的影响。通过对检测机器人受力分析和数值模拟，讨论了影响给定机器人驱动力的主要因素，得到了以水为流动介质在水平管道情况下，水流速度与机器人稳态速度的近似关系式，为以后进一步研究机器人定位提供帮助。     

基于流场特性的管内检测机器人的外形优选研究

管道内检测机器人的结构形状是影响其运动学、动力学特性的关键因素,在机器人设计中占有重要地位。在合理提出一些基本假设后,用二阶迎风差分格式离散管道内检测机器人附近流场的控制方程,并用SIMPLE算法求解,得到了7种不同形状的管道内检测机器人所受的差压驱动力及其周围的流场信息,并对这几种结构的CFD特性作了比较。最后综合空化条件、驱动力、腔内有效体积和加工难度等因素,确定了上游半球形结构为设计形状。     

管道在线检测技术及检测机器人研究

概述了管道检测技术发展现状,介绍了最新检测技术的原理,分析了管道内检测机器人的技术要点,概括介绍了课题组在差压式管内检测机器人周围流场建模与仿真、腐蚀环境下管道钢裂纹群演化的混沌动力学、差压式管内检测机器人的通过性能、管内检测机器人运行速度和姿态分析及运动状态控制、管内检测机器人小型化、小型化管内检测机器人检测精度、小型化管内检测机器人定位精度及管道剩余寿命的预测方法等方面的研究进展,为今后的研究打下了坚实的基础。     

一种工业机器人柔性手腕的设计与分析

本文提出了由双重系杆平面差动轮系机构组成的工业机器人柔性手腕。计算机运动轨迹的仿真结果以及实模型表明,该柔性手腕具有结构简单、紧凑和运动范围大等优点,可以装备于喷漆和焊接工业机器人上。     

扭轮摩擦驱动系统研究

扭轮摩擦驱动是集摩擦传动和螺旋传动为一体的传动系统,它既具有摩擦传动动态特性好,同时又有螺旋传动导程小的特点。本文介绍一种扭轮摩擦驱动系统,它的导程小于０．２ｍｍ,行程为２５０ｍｍ,运动分辨率可达纳米级水平。它由扭轮摩擦传动机构、气体静压导轨及相关部件组成,是一种大行程高分辨率的新型驱动系统。     

基于PPO的球形机器人目标跟随研究

球形机器人由于其优异的运动性能、出色的地形适应能力和防侧翻的特性,被广泛应用于水下探测、岸滩巡检等需要适应复杂环境的场景。然而球形机器人系统模型具有欠驱动、非线性的特点,运动控制问题复杂,在复杂应用环境下难以可靠跟随目标。为此,提出了一种基于近端策略优化(PPO)算法的球形机器人目标跟随方法。该方法基于深度强化学习理论,在球形机器人动力学模型的基础上,设计了简单高效的动作空间和表征完善的状态空间。并且为提高目标跟随方法的鲁棒性,该方法在奖励函数中引入人工势场,以使目标始终保持在机器人视野中心。仿真结果表明,所提方法能够满足既定场景的跟随需求,球形机器人使用该方法可以对随机运动目标进行可靠跟随。     

管道检测机器人的测力定位法理论与方法

介绍并分析了管道检测机器人的定位现状,并针对它们的不足,根据牛顿力学和运动学定律提出了管道机器人的测力定位法.对测力定位法的性能进行了分析,发现误差有时间的累积性,并以时间的二次方递增.指出了它和光电码盘定位法的综合运用将是有效解决长距离输油管道机器人的高精度的独立定位问题的最佳切入点.最后,对测力定位法在整个管道检测机器人的检测、定位中的应用进行了分析,并给出了应用结构流程图.     

步行机器人腿部液压驱动单元控制特性分析

针对目前步行机器人腿部液压驱动单元控制精度较差的问题,对步行机器人腿部液压驱动单元的控制特性进行了研究。建立了步行机器人右前腿髋前后摆关节液压驱动单元的三维模型和数学模型,并利用AMESim软件对其进行了分阶段双PID控制方法下的仿真。结果表明:采用分阶段双PID控制方法,可以有效提高腿部液压驱动单元的控制精度,为提高机器人机体在行进过程中的稳定性打下了基础。     

防务快讯

韩国 Rotem 公司推出混合驱动多功能"机器狗"韩国陆军目前正在推进一项分为三个阶段的作战机器人开发项目,旨在建造三种能在战场环境下应用的机器人,项目将由韩国国防发展局(ADD)与工业界合作伙伴共同进行。在项目的第一阶段,ADD 计划截至2012年开发出一种便携式侦察、探雷机器人。基于此计划,在不久前举行的韩国陆军军备展上,韩国工业技术研究所和韩国 Rotem 公司推出了他们联合研制的一种混合驱动多功能四腿机器人样机,其主要功能是侦察和扫雷,具体开发时间为2006年10月～2012年9月。该机器人外形类似美军研制的大型"机器狗",能够找出埋在路边的反人员及反坦克地雷,并搜索出炸弹及其他会对士兵安全构成危险的物品。在侦察     

基于氮气驱动的悬挂发射装置数理建模分析

建立采用氮气驱动的弹射型悬挂发射装置的数学物理模型,用气体动力学理论分析了高压氮气从储气罐通过导气管道到弹射活塞腔室,驱动活塞推动悬挂物直至其完全脱离载机的整个运动过程。给出了对某型号悬挂发射装置的实例计算,讨论了不同结构参数对弹射性能的影响,为该系统的实际设计开发提供了理论依据。