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双臂巡检机器人越障能力分析

东北大学学报（自然科学版） 2017年第9期38卷 1293-1297页

作者：魏永乐房立金陶广宏东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

研究了手臂固定式、手臂移动式和带柔索式三种类型双臂巡检机器人的越障能力,通过理论分析建立了三种类型双臂巡检机器人相应的越障能力数学模型,在设定基本相同的质量参数和结构参数前提下,计算得到了三种类型巡检机器人在不同线路坡... 详细信息

研究了手臂固定式、手臂移动式和带柔索式三种类型双臂巡检机器人的越障能力,通过理论分析建立了三种类型双臂巡检机器人相应的越障能力数学模型,在设定基本相同的质量参数和结构参数前提下,计算得到了三种类型巡检机器人在不同线路坡度下的最大越障距离.计算结果表明:带柔索双臂巡检机器人的手臂结构运动更为灵活,机器人越障能力更大,且越障距离可根据障碍物大小自由调节,因此带柔索双臂巡检机器人的结构设计具有明显优势,更易实现机器人轻量化设计.

关键词：巡检机器人质心调节双臂越障距离柔索

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输电线路巡检机器人越障方法的研究与实现

中北大学学报（自然科学版） 2011年第3期32卷 280-285页

作者：任志斌阮毅江西理工大学机电工程学院江西赣州341000 上海大学机电工程与自动化学院上海200072

机器人在线巡检时需要跨越各种障碍物.针对220 kV架空输电线路的结构特点,采用双臂同侧伸缩式结构,实现了巡检机器人沿线行走及跨越障碍的功能;针对越障的实际问题,分析了越障过程的难点:障碍物的辨识与手臂上线定位、姿态角调节问题.... 详细信息

机器人在线巡检时需要跨越各种障碍物.针对220 kV架空输电线路的结构特点,采用双臂同侧伸缩式结构,实现了巡检机器人沿线行走及跨越障碍的功能;针对越障的实际问题,分析了越障过程的难点:障碍物的辨识与手臂上线定位、姿态角调节问题.根据传感器的输出,经过特定的算法,即可判断线路相对于机器人的空间位姿及能保证机器人车体保持水平姿态.实验及实际运行结果表明:该机器人可沿线行走并自主跨越障碍,从而验证了系统设计的有效性与合理性.

关键词：巡检机器人自主越障定位质心调节

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三臂轮式巡线机器人设计与爬坡分析

机械设计与研究 2012年第4期28卷 38-41,45页

作者：李晓舟邢向飞龙志伟于化东长春理工大学机电工程学院长春130022

针对高压线巡线任务和避雷线环境提出了一种新型巡检机器人设计方案,规划了巡线越障方式,采用高阻尼转轴与质心调节相协调的杆塔越障方法,并利用ADAMS对系统爬坡过程进行了仿真分析,在驱动轮转矩为10Nm,爬坡坡度为20°时,分析比较了控... 详细信息

针对高压线巡线任务和避雷线环境提出了一种新型巡检机器人设计方案,规划了巡线越障方式,采用高阻尼转轴与质心调节相协调的杆塔越障方法,并利用ADAMS对系统爬坡过程进行了仿真分析,在驱动轮转矩为10Nm,爬坡坡度为20°时,分析比较了控制箱位于滑台不同位置时横向摆动和机器人行程,结果表明在控制箱位于滑台斜上方50mm处最稳定。

关键词：巡线机器人质心调节越障规划爬坡仿真

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双吊臂式架空线路机器人的攀爬机构研究

机械设计与制造 2013年第7期 168-170页

作者：文雪峰佃松宜董航翁桃田爽四川大学电气信息学院自动化系四川成都610065

吊臂式机构是国内外架空线路巡检机器人采用的主要机构形式之一,但这种机构类型往往存在姿态控制能力差和越障能力弱的局限。针对基于质心调节原理的双吊臂式架空线路机器人的本体机构特点提出了一种新型攀爬机构。从提升机器人姿态控... 详细信息

吊臂式机构是国内外架空线路巡检机器人采用的主要机构形式之一,但这种机构类型往往存在姿态控制能力差和越障能力弱的局限。针对基于质心调节原理的双吊臂式架空线路机器人的本体机构特点提出了一种新型攀爬机构。从提升机器人姿态控制性能和爬坡性能两方面对攀爬机构进行了原理分析和参数设计,并基于攀爬机构运动学模型的分析提出了机器人姿态失稳监测方法。基于ADAMS软件的仿真结果表明该攀爬机构的设计合理,可显著提升机器人的姿态控制能力和越障能力。

关键词：移动机器人线路巡检攀爬机构姿态控制质心调节

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气浮台垂向控制系统与上平台调节系统设计

气浮台垂向控制系统与上平台调节系统设计

作者：于洋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

伴随着人类对浩瀚宇宙探索的脚步,中国航天事业也加快了发展速度。近年来,满足各种需求的各式航天器相继成功发射,标志着我国正向航天强国迈进。然而,航天事业主要特点就是难度大、风险高,所以,追求航天器的更高的稳定性、更持久的使用... 详细信息

伴随着人类对浩瀚宇宙探索的脚步,中国航天事业也加快了发展速度。近年来,满足各种需求的各式航天器相继成功发射,标志着我国正向航天强国迈进。然而,航天事业主要特点就是难度大、风险高,所以,追求航天器的更高的稳定性、更持久的使用寿命永远是航天人的不竭动力。因此,在航天器发射前,需要通过不同功能的地面仿真实验来对系统方案进行综合评估。所以地面全物理仿真平台——六自由度气浮台应运而生。为了达到更理想的仿真效果,缩短地面仿真前的准备时间,保证仿真过程的准确性与稳定性,现对六自由度气浮台的垂向控制系统以及上平台的质心调节与姿态稳定控制系统进行研究设计,采用优秀的控制律,达到理想控制结果。首先,对电气比例调压阀进行建模分析,验证其对垂向气腔控制的可行性,再对垂向控制气腔进行建模得到垂向控制的模型,针对当前采用的单阀控制方案的控制效果不佳问题,采用双阀分段控制进行改进;然后在传统PID控制的基础上,加入模糊量以及智能控制算法(蚁群算法)实现参数在线整定,解决PID参数难整定问题,并做出仿真验证。其次,在地面仿真初始阶段,上平台质心与气浮球轴承旋转中不一致问题进行调节控制。首先,建立上平台质心模型的运动学与动力学方程,然后针对质心位置不可直接测量的问题,然后通过运动学与动力学方程解算出质心的位置,再对质心位置进行闭环控制,质量滑块作为执行机构,来实现质心的再度重合。然后,利用神经网络强大的非线性表达能力,采用BP神经网络与RBF神经网络优化传统PID算法,实现参数在线整定,解决了传统PID算法参数难整定问题,并作仿真验证。最后,对上台体进行姿态稳定控制研究。由于上平台属于大转动惯量刚体转动问题,全角度仅仅采用单执行机构难同时达到快速性与高精度的要求,所以采用角度分段控制,大角度转动与小角度姿态微调分别采用喷气推力器与飞轮作为执行机构。然后对喷气推力器控制与飞轮控制时的上平台分别进行动力学方程的建立,再分别对上平台在进行大角度转动与姿态微调时的控制方案进行了可行性分析研究,然后采用合适的控制律,并做仿真验证。

关键词：气浮台六自由度蚁群算法垂向控制质心调节姿态稳定

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六自由度气浮台控制系统设计

六自由度气浮台控制系统设计

作者：赵明哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着空间科学技术的迅猛发展，用来进行航天器全物理仿真试验的气浮台的作用变得越来越重要。现代航天器需要很好的轨道机动性，所以地面全物理仿真试验需要一个可以提供多自由度的气浮台。国内外的一些机构已经开始了多自由度气浮台的... 详细信息

随着空间科学技术的迅猛发展，用来进行航天器全物理仿真试验的气浮台的作用变得越来越重要。现代航天器需要很好的轨道机动性，所以地面全物理仿真试验需要一个可以提供多自由度的气浮台。国内外的一些机构已经开始了多自由度气浮台的研究工作，并取得了一系列成果。本文在分析六自由度气浮台任务书中性能指标的基础上，结合工程实际，提出了一套六自由度气浮台控制系统设计方案，并对关键控制技术进行了理论研究与仿真，设计了姿态平台质心调节系统和重力平衡伺服运动机构的控制系统，并对其进行了实现。本文首先对六自由度气浮台的姿态平台进行了运动学和动力学研究并建立模型，根据模型对质心偏移与摆动周期的关系进行了分析。然后对重力平衡伺服运动机构进行了动力学建模。本文在详细分析了控制系统的模型的基础上，对姿态平台的调平机构的控制系统进行了设计，在PID控制器的基础上设计了改进的专家PID控制器;对重力平衡伺服运动机构的控制系统进行了深入研究，设计了PID控制器和滑模变结构控制器，并对其进行了仿真分析。本文最后在前几章研究工作的基础上，对控制系统的软件进行了设计，并对本文所设计的控制器进行了实际验证并给出了调试结果，完成了六自由度气浮台控制系统的实现。

关键词：六自由度质心调节重力平衡 PID 滑模变结构

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架空线移动机器人行走越障特点

智能系统学报 2010年第6期5卷 492-497页

作者：房立金王洪光东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

面向电力巡检及维护作业任务需求,以电力输电线路为对象,分析了架空线移动机器人运动环境的特点,对典型架空线移动机器人行走越障过程的特点以及质心调节的影响情况进行了分析,探讨了机器人质心调节方法.提出了一种新型双臂四轮机器人... 详细信息

面向电力巡检及维护作业任务需求,以电力输电线路为对象,分析了架空线移动机器人运动环境的特点,对典型架空线移动机器人行走越障过程的特点以及质心调节的影响情况进行了分析,探讨了机器人质心调节方法.提出了一种新型双臂四轮机器人结构以及被动适应的手臂方案,并提出了一种主被动结合的运动协调控制方法.提出的方法在巡检机器人系统中得到了实际应用,实验室模拟线路及实际线路的运行情况表明了机器人系统设计的合理性以及所提出方法的有效性.

关键词：移动机器人架空线路质心调节

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基于质量调心的巡检机器人越障机理分析

扬州大学学报（自然科学版） 2007年第3期10卷 49-52页

作者：罗文振朱兴龙扬州大学机械工程学院江苏扬州225009

针对输电线架空地线上的障碍物,具体分析了机器人跨越架空地线上障碍物的过程,依据越障过程的分析,提出一种新的基于质心调节的机器人越障构型.该构型自由度少,控制简单,能够减少越障过程时间,具有广泛的应用前景.

关键词：越障分析质心调节巡检机器人