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螺旋桨清洗机器人超灵巧机械臂设计

工程科学学报 2017年第6期39卷 924-932页

作者：罗天洪王晴马翔宇重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 西安航空学院机械工程学院西安710077

针对轮船螺旋桨清洗时因空间结构曲面复杂而难清理的问题,设计一种搭载于水下吸附式机器人载体上的射流超灵巧机械臂(hyper-dexterous manipulator,HDM)清洗装置.结合无骨架类生物肌肉高自由度特点构建超灵巧机械臂结构,采用虎克铰接的... 详细信息

针对轮船螺旋桨清洗时因空间结构曲面复杂而难清理的问题,设计一种搭载于水下吸附式机器人载体上的射流超灵巧机械臂(hyper-dexterous manipulator,HDM)清洗装置.结合无骨架类生物肌肉高自由度特点构建超灵巧机械臂结构,采用虎克铰接的连接方式替换相邻关节连接处的柔性构件,兼顾了高压水射流承载压力高的特点.运用几何分析法对单端机械臂进行正逆运动学建模,基于多关节连杆变换通式推导出基于等圆弧假设下的机械臂模型,进而得出其多关节驱动空间与操作空间的映射关系.仿真实验和物理实验对比结果表明,所设计的机械臂能够达到期望的操作空间位姿,并能在加载实验下保证一定的鲁棒性.

关键词：清洗机器人超灵巧机械臂刚柔耦合仿生学

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玻璃幕墙清洗机器人壁面适应能力分析

上海交通大学学报 2006年第7期40卷 1157-1160,1165页

作者：钱志源付庄刘仁强赵言正上海交通大学机器人研究所上海200030

针对一种负压吸盘式玻璃幕墙清洗机器人的壁面适应能力进行了分析.根据机器人在壁面上实现吸附、移动作业的工作原理,得到了吸盘吸附力的临界条件.基于流体力学理论,通过实验方法绘制了电风机吸盘系统的工作特性曲线.建立了吸盘系统流... 详细信息

针对一种负压吸盘式玻璃幕墙清洗机器人的壁面适应能力进行了分析.根据机器人在壁面上实现吸附、移动作业的工作原理,得到了吸盘吸附力的临界条件.基于流体力学理论,通过实验方法绘制了电风机吸盘系统的工作特性曲线.建立了吸盘系统流体模型,得到了吸盘内负压受外部扰动时的等效电路,并根据负压动态响应分析了吸盘结构参数对其吸附特性的影响关系.建立了控制系统模型,并设计了负压闭环控制系统.现场试验结果表明,机器人能稳定工作,壁面适应能力较好.

关键词：清洗机器人壁面适应能力工作特性曲线流体模型负压闭环控制

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新型壁面清洗机器人的研究与设计

高技术通讯 2004年第4期14卷 39-44页

作者：高学山徐殿国王炎哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001

环境因素和功能实现是设计清洗机器人的前提条件，为此研究成功了一种更加面向对象的、带有视觉功能的、无线信号遥控的清洗机器人系统。从理论上推导了全方位移动车轮的磙子曲面方程，同时对清洗机构的物理清洗过程进行了详细的分析，... 详细信息

环境因素和功能实现是设计清洗机器人的前提条件，为此研究成功了一种更加面向对象的、带有视觉功能的、无线信号遥控的清洗机器人系统。从理论上推导了全方位移动车轮的磙子曲面方程，同时对清洗机构的物理清洗过程进行了详细的分析，仿真了清洗运动的轨迹。针对污水处理、水循环再利用等难题提出了切实可行的技术解决方案。实验证明该机器人的清洗方案对壁面清洗作业是成功的。

关键词：清洗机器人壁面移动机器人全方位车轮清洗机构视觉无线遥控表面清洗作业

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清洗机器人研究现状与关键技术综述

机械科学与技术 2014年第5期33卷 635-642页

作者：周利坤刘宏昭李悦西安理工大学机仪学院西安710048 武警工程大学装备运输系西安710086

清洗机器人融合了移动机器人和清洗技术,成为服务机器人领域中的一种新型高技术产品,具有良好的市场前景,近年来正逐步成为一个新的研究热点。讨论了清洗机器人的组成、分类及特点,系统综述了国内外清洗机器人的研究开发现状及其关键技... 详细信息

清洗机器人融合了移动机器人和清洗技术,成为服务机器人领域中的一种新型高技术产品,具有良好的市场前景,近年来正逐步成为一个新的研究热点。讨论了清洗机器人的组成、分类及特点,系统综述了国内外清洗机器人的研究开发现状及其关键技术,指出了未来清洗机器人的研究方向。

关键词：清洗机器人清洗技术传感技术路径规划

冷凝器清洗机器人的奇Gabor边缘检测算法研究

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仪器仪表学报 2010年第7期31卷 1564-1568页

作者：张莹王耀南湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湘潭大学信息工程学院湘潭411105

冷凝器管口的边缘检测是实现清洗机器人喷枪口精确定位的关键步骤。由于二维Gabor函数是能够取得空域和频域联合测不准原理下限的唯一函数,本文提出了二维奇Gabor算法应用于大型冷凝器清洗机器人清洗中的边缘检测,它克服了傅里叶变换对... 详细信息

冷凝器管口的边缘检测是实现清洗机器人喷枪口精确定位的关键步骤。由于二维Gabor函数是能够取得空域和频域联合测不准原理下限的唯一函数,本文提出了二维奇Gabor算法应用于大型冷凝器清洗机器人清洗中的边缘检测,它克服了傅里叶变换对信号的局部特征没有分析能力的缺陷,可以在多个尺度上对图像的边缘进行检测。文章对检测的性能做了详细分析,实验结果证明该方法具有良好的边缘检测效果,其性能优于Sobel、Prewitt、Roberts、Log等传统边缘检测算法。

关键词：冷凝器边缘检测二维奇Gabor变换清洗机器人视觉定位

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大型冷凝设备水下智能清洗机器人的研制

中国机械工程 2010年第15期21卷 1830-1835页

作者：朱江王耀南余洪山许海霞刘理湖南大学长沙410082

针对电厂120MW以上容量机组的大型冷凝设备污垢在线清洗,研发了一种清洗机器人。根据冷凝水室的工作环境,对机器人的行走机构、供水管道和机械臂的传动机构作了针对性设计,并研制了样机。采用基于视觉伺服的方法,实现了冷凝管口的自主... 详细信息

针对电厂120MW以上容量机组的大型冷凝设备污垢在线清洗,研发了一种清洗机器人。根据冷凝水室的工作环境,对机器人的行走机构、供水管道和机械臂的传动机构作了针对性设计,并研制了样机。采用基于视觉伺服的方法,实现了冷凝管口的自主定位控制。经实验测试,机器人的性能指标基本满足大型冷凝设备清洗自动化的需求,可推广应用于电力、化工、制药等行业,对促进大规模安全生产、节能降耗有重大的意义。

关键词：冷凝器污垢清洗机器人机构水下

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清洗机器人自适应PID控制研究

计算机仿真 2012年第12期29卷 239-242页

作者：李冬周利坤武警工程大学装备运输系陕西西安710086

对于清洗机器人这样一个复杂的非线性、时变系统,常规PID控制方法难以达到满意的控制效果。提出了一种BP神经网络与常规PID(比例、积分、微分)控制相结合的智能控制方法,利用辨识网络逼近被控系统获得BP神经网络学习所需梯度信息,从而实... 详细信息

对于清洗机器人这样一个复杂的非线性、时变系统,常规PID控制方法难以达到满意的控制效果。提出了一种BP神经网络与常规PID(比例、积分、微分)控制相结合的智能控制方法,利用辨识网络逼近被控系统获得BP神经网络学习所需梯度信息,从而实现PID控制参数的在线调整,以适应控制系统的动态变化。对系统辨识模型进行了正弦输入下的逼近仿真;在对建立的运动学模型经离散化处理,得到其传递函数的基础上,对控制系统进行的角阶跃输入响应进行了对比仿真分析。仿真结果表明,辨识模型能很好的逼近被控对象,基于BP神经网络的自适应PID控制方法在解决清洗机器人控制问题时,提高了控制的响应时效,增强了系统的稳定性,获得了比传统PID控制更好的控制品质。

关键词：清洗机器人神经网络控制网络辨识参数自整定

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清洗机器人自主清洗方法研究

计算机测量与控制 2012年第8期20卷 2270-2272,2280页

作者：唐智国王耀南朱江湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湘潭大学信息工程学院湖南湘潭410005

为提高清洗机器人运行的自主性,提出了针对具有六自由度清洗机器人的自主清洗方法;首先给出了清洗机器人的机械及电气结构,建立了机器人的运动学模型,分析了机器人的运动学及逆运动学问题,实时计算出污物的位置;在此基础上,为实现机器... 详细信息

为提高清洗机器人运行的自主性,提出了针对具有六自由度清洗机器人的自主清洗方法;首先给出了清洗机器人的机械及电气结构,建立了机器人的运动学模型,分析了机器人的运动学及逆运动学问题,实时计算出污物的位置;在此基础上,为实现机器人的自主清洗,接着设计了机器人的控制系统结构,采用了RBF模糊神经网络对机器人进行智能控制;最后通过实验表明所提出的方法能满足清洗机器人精确定位到任意目标位置的要求,其动态性能和稳定性都达到了清洗要求。

关键词：清洗机器人自主运动学神经网络

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一种壁面牵引移动式玻璃幕墙清洗机器人

上海交通大学学报 2006年第11期40卷 1818-1821,1826页

作者：钱志源刘仁强赵言正付庄上海交通大学机器人研究所上海200240

提出了一种新颖的平面玻璃幕墙清洗机器人结构设计原则,据此设计了2个自身无行走机构并依靠壁面牵引移动的清洗机器人系统.机器人吸附在壁面上,在楼顶卷扬机的牵引作用下依靠自身重力沿壁面下滑,同时完成清洗作业,并通过双负压吸盘的交... 详细信息

提出了一种新颖的平面玻璃幕墙清洗机器人结构设计原则,据此设计了2个自身无行走机构并依靠壁面牵引移动的清洗机器人系统.机器人吸附在壁面上,在楼顶卷扬机的牵引作用下依靠自身重力沿壁面下滑,同时完成清洗作业,并通过双负压吸盘的交替吸附跨越突起的水平窗框障碍.为提高机器人的工作能力,进行了作业安全分析,并研究了吸盘吸附力的调整控制方法.现场试验表明机器人能有效完成幕墙清洗任务,具有机构简单、效率高、成本低、清洗效果好的特点.

关键词：清洗机器人牵引移动玻璃幕墙越障吸附力