爬壁
- 一種中小型船舶檢測(cè)爬壁機(jī)器人吸附能力研究
266071)爬壁機(jī)器人是特種機(jī)器人的一種,能夠在復(fù)雜、惡劣、極限環(huán)境下代替人工實(shí)現(xiàn)各種作業(yè)任務(wù),具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值[1]。爬壁機(jī)器人的吸附性能是在復(fù)雜表面上安全移動(dòng)的關(guān)鍵,因此,爬壁機(jī)器人的力學(xué)形成機(jī)理和分析受到了廣泛關(guān)注[2]。由于爬壁機(jī)器人具有穩(wěn)定高效的性能,已成為船舶、化工和風(fēng)電行業(yè)檢修[3]工作中大型非結(jié)構(gòu)設(shè)備的首選裝置。自1966年,日本大阪府立大學(xué)的西亮教授制作了一臺(tái)垂直壁面移動(dòng)機(jī)器人的原始樣機(jī),爬壁機(jī)器人的研究和發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)階
- 爬壁機(jī)器人吸附方法研究綜述
理等[1-2]。爬壁機(jī)器人的出現(xiàn)為上述工作提供了機(jī)器人角度的解決方案。受自然界生物攀爬方式的啟發(fā)，對(duì)爬壁機(jī)器人相關(guān)研究工作早在20世紀(jì)60年代就開始了，經(jīng)過60多年的發(fā)展，針對(duì)不同使用場(chǎng)景的特定用途的爬壁機(jī)器人被設(shè)計(jì)開發(fā)，從而完成噴涂、監(jiān)測(cè)、故障檢測(cè)、維修、清潔等工作。爬壁機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)生活中具體應(yīng)用案例包括造船廠自主焊接工作[3]、船體檢測(cè)[4]、鋼質(zhì)橋梁檢測(cè)[5-6]、壁面清潔[7-8]、城市偵察任務(wù)[9]等。由于爬壁機(jī)器人廣泛的應(yīng)用需求牽引，學(xué)者們
機(jī)床與液壓 2023年21期2023-12-04
- 鉤爪式四足爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了很多爬壁機(jī)器人,這些機(jī)器人不僅可以在人類難以到達(dá)的環(huán)境工作,而且能夠提升工作效率和質(zhì)量。其中控制系統(tǒng)的好壞是決定爬壁機(jī)器人能否在壁面穩(wěn)定爬行的關(guān)鍵因素,引起了國(guó)內(nèi)外專家的廣泛關(guān)注。Dickson和Miller等[1-3]為解決爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)魯棒性不足的問題,研究出了一款微型兩足機(jī)器人BOB(bipedal oscillating robot),此機(jī)器人控制方案簡(jiǎn)單、機(jī)身輕,通過對(duì)腳掌上類似于Rise機(jī)器人[4]的柔性鉤爪結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了其在
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程 2023年9期2023-10-20
- 四輪爬壁機(jī)器人滑移轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)分析
）1 引言目前，爬壁機(jī)器人的應(yīng)用范圍廣闊，具有良好的發(fā)展前景。絕大多數(shù)輪式爬壁機(jī)器人采用滑移轉(zhuǎn)向的方式完成運(yùn)動(dòng)方向的改變，即通過改變兩側(cè)車輪速度來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，具有轉(zhuǎn)向靈活性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)［1］。四輪爬壁機(jī)器人作為無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的載體，需要其完成對(duì)被檢物表面的全遍歷掃查，在此過程中機(jī)器人會(huì)進(jìn)行多次原地轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。四輪爬壁機(jī)器人在鉛垂壁面上進(jìn)行原地滑移轉(zhuǎn)向時(shí)，在重力作用下會(huì)發(fā)生明顯的滑移現(xiàn)象，而在壁面直線運(yùn)動(dòng)時(shí)滑移較小。轉(zhuǎn)向
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2023年9期2023-09-21
- 爬壁機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述
藝超，許允斗,c爬壁機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述姜澤a，王珉b，趙哲a，李藝超a，許允斗a,c（燕山大學(xué) a.河北省并聯(lián)機(jī)器人與機(jī)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室 b.燕山大學(xué)圖書館 c.先進(jìn)鍛壓成形技術(shù)與科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島 066004）隨著爬壁機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，為解決其產(chǎn)品應(yīng)用化問題，對(duì)爬壁機(jī)器人的研究進(jìn)展進(jìn)行梳理、分析和歸納，討論未來的發(fā)展方向，為設(shè)計(jì)應(yīng)用于高危環(huán)境和特殊場(chǎng)景的爬壁機(jī)器人提供思路和參考。將爬壁機(jī)器人按移動(dòng)方式分為履帶式、輪式、足式及混
包裝工程 2023年12期2023-06-28
- 爬壁機(jī)器人全遍歷路徑規(guī)劃方法
類型的機(jī)器人中，爬壁機(jī)器人具有吸附穩(wěn)定、自主控制以及自動(dòng)化作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，為解決很多實(shí)際問題提供了理想的方案[1]?；痣姀S的水冷壁需要進(jìn)行定期檢查和清掃。長(zhǎng)期以來，這項(xiàng)工作都通過人工的方式完成，主要手段是目測(cè)、望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，對(duì)位置較高或難以自然觀察的位置來說，還需要搭建腳手架。通過人工完成火電廠水冷壁檢查的方式不僅檢測(cè)精度、檢測(cè)效率低，而且還存在嚴(yán)重的安全隱患，爬壁機(jī)器人給火電廠水冷壁的自動(dòng)化巡檢和清掃提出了完美的解決方案。針對(duì)水冷壁的爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)包括機(jī)器人本
中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品 2023年3期2023-05-11
- 基于DSP技術(shù)的爬壁機(jī)器人吸附控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
118)0 引言爬壁機(jī)器人是一種能夠在垂直、傾斜，甚至是倒立的壁面上工作的極限機(jī)器人，并且可以承載相應(yīng)的工作工具，完成特殊的工作，是一種將機(jī)械、控制、傳感器等技術(shù)結(jié)合起來的特殊作業(yè)機(jī)器人[1]。按照爬壁機(jī)器人的吸附形式，可將其分類為磁吸、負(fù)壓以及靜電吸附等類型。為保證爬壁機(jī)器人的工作性能，必須具有壁面吸附和壁面移動(dòng)兩大基本功能。壁面吸附能力要求無(wú)論在任何情況下，機(jī)器人都可以在工作壁上附著，而壁面運(yùn)動(dòng)能力要求機(jī)器人在對(duì)工作壁面進(jìn)行吸附的同時(shí)，還要具備一定的運(yùn)
計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制 2023年2期2023-03-04
- 永磁爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
立為自動(dòng)化領(lǐng)域。爬壁機(jī)器人屬于特種機(jī)器人領(lǐng)域的范疇，爬壁機(jī)器人具有在垂直壁面上的移動(dòng)能力，可以在地面移動(dòng)機(jī)器人的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)和完善，使其具有在不同壁面上的爬壁能力，同時(shí)爬壁機(jī)器人可以在自身結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)相關(guān)工具進(jìn)而完成一些特定的作業(yè)任務(wù)，具有在垂直壁面上的作業(yè)能力。爬壁機(jī)器人按照不同的運(yùn)動(dòng)方式，可以分為履帶式以及滾輪式等，按照不同的吸附方式可以分為真空吸附式以及磁力吸附[1-4]等。同時(shí)，華北電力大學(xué)研發(fā)出利用真空吸附的爬壁機(jī)器人[5]，其主要是通過制造真空
電力設(shè)備管理 2022年22期2022-12-07
- 步態(tài)數(shù)據(jù)挖掘在爬壁機(jī)器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用
123）1 引言爬壁機(jī)器人因其垂直立面作業(yè)的特性，屬于一種特種作業(yè)機(jī)器人，例如油罐、橋梁等建筑物的檢測(cè)，高層建筑物壁面清潔等，甚至?xí)玫椒纯謧刹爝@類特殊工作上。由于爬壁機(jī)器人不同于水平面行走的機(jī)器人，所以對(duì)其行走的路徑需要作出更具體和完善的規(guī)劃，以保證爬壁機(jī)器人能夠安全行走的同時(shí)高效工作。由于爬壁機(jī)器人在立面極限作業(yè)的情況下，危險(xiǎn)性以及耗能都相當(dāng)之高，因此針對(duì)爬壁機(jī)器人進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)，應(yīng)盡量減少其與障礙物相遇甚至是產(chǎn)生碰撞的情況，最大限度的保證機(jī)器人的安全
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2022年11期2022-11-21
- 新型爬壁機(jī)器人的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
極限環(huán)境下，應(yīng)用爬壁機(jī)器人的重要領(lǐng)域。而機(jī)器人自身的核心技術(shù)也需要不斷優(yōu)化與改進(jìn)，爬壁機(jī)器人自身需要具備良好的移動(dòng)功能與吸附功能。因此，機(jī)器人可以分為負(fù)壓吸附、磁吸附、正吸附和干粘吸附四類。1 新型爬壁機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)1.1 新型爬壁機(jī)器人開發(fā)技術(shù)指標(biāo)對(duì)于新型爬壁機(jī)器人的研究，機(jī)器安全性方面需要有所保障。在設(shè)計(jì)方面需要逐步提高機(jī)器人跨越障礙的能力，自身體積也需要朝著輕量化方向發(fā)展，使之具備更高的使用價(jià)值[1]。對(duì)此，本研究探究爬壁機(jī)器人開發(fā)技術(shù)指標(biāo)，設(shè)
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2022年32期2022-11-03
- 仿尺蠖多模式爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制方法研究
大量的損失，因此爬壁機(jī)器人成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱門課題，眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)爬壁機(jī)器人進(jìn)行了相關(guān)研究。在文獻(xiàn)[1]中，國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)者研究了多種結(jié)構(gòu)的爬壁機(jī)器人，但是主要是以導(dǎo)磁性材料為核心，只能適應(yīng)導(dǎo)磁性壁面。文獻(xiàn)[2]中廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)者研發(fā)了一種雙足爬壁機(jī)器人W-Climb，屬于足式機(jī)器人，運(yùn)動(dòng)能力較為靈活，但是爬行方式單一，只能吸盤吸附行走。國(guó)外學(xué)者研究更早，文獻(xiàn)[3]中斯坦福大學(xué)研究者采用金屬鉤刺設(shè)計(jì)了一種可以依附于墻面的仿生裝置，質(zhì)量很輕，負(fù)載
計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制 2022年10期2022-10-27
- 金屬壁面爬壁機(jī)器人力學(xué)分析及性能試驗(yàn)
率和安全性。1 爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)要求考慮到爬壁機(jī)器人工作的特殊應(yīng)用環(huán)境，這就要求設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足穩(wěn)定吸附在金屬壁面上、在金屬壁面快速穩(wěn)定爬行、驅(qū)動(dòng)能力足夠、達(dá)到檢測(cè)目的等要求。同時(shí)爬壁機(jī)器人在滿足工業(yè)應(yīng)用的情況下，應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)緊湊化、輕量化、運(yùn)動(dòng)靈活、控制簡(jiǎn)單。綜合現(xiàn)有爬壁機(jī)器人的研究成果，結(jié)合大型金屬壁面的工作要求和壁面狀況，提出機(jī)器人的設(shè)計(jì)指標(biāo)如表1所示。表1 機(jī)器人設(shè)計(jì)指標(biāo)研究設(shè)計(jì)的機(jī)器人能夠在6mm～12mm厚的壁面上穩(wěn)定吸附，選用的壁
制造業(yè)自動(dòng)化 2022年9期2022-10-03
- 儲(chǔ)罐壁面爬壁機(jī)器人吸附結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
[3-4]。1 爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)1.1 整體方案布局本文設(shè)計(jì)的爬壁機(jī)器人具備3 個(gè)基本功能，即吸附、運(yùn)動(dòng)和噴漆檢測(cè)[5-6]。 如圖1 所示，爬壁機(jī)器人采用永磁吸附，履帶式移動(dòng)，即使運(yùn)行過程中機(jī)器人出現(xiàn)故障或者斷電時(shí)也不會(huì)發(fā)生脫離罐壁的情況。圖1 爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of wall-climbing robot本文設(shè)計(jì)的爬壁機(jī)器人由爬行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、永磁吸附機(jī)構(gòu)、噴漆檢測(cè)機(jī)構(gòu)等組成，機(jī)構(gòu)組成框圖如圖2 所示
自動(dòng)化與儀表 2022年9期2022-09-26
- 基于STM32的負(fù)壓爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
性高。人們希望由爬壁機(jī)器人代替人去完成這些工作，以減少工人工作的危險(xiǎn)性，因此負(fù)壓爬壁機(jī)器人得以廣泛應(yīng)用和發(fā)展。負(fù)壓爬壁機(jī)器人(Negative Pressure Wall Climbing Robot,NPWCR)采用離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使負(fù)壓腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓環(huán)境，利用內(nèi)外壓力差使它吸附在墻壁上以進(jìn)行工作。此外，爬壁機(jī)器人在復(fù)雜高危環(huán)境下工作時(shí)可能存在控制線纜纏繞牽絆等問題，嚴(yán)重影響負(fù)壓爬壁機(jī)器人工作的安全性，因此安全可靠的無(wú)線控制就顯得尤為重要。為解決上述問題，本
機(jī)床與液壓 2022年3期2022-09-22
- 爬壁機(jī)器人發(fā)展與關(guān)鍵技術(shù)綜述
解放出來。其中，爬壁機(jī)器人具有自動(dòng)化程度高、能夠代替人完成特殊場(chǎng)合下作業(yè)的特點(diǎn)，因此近些年成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。爬壁機(jī)器人是一種工作在空間壁面環(huán)境中并攜帶特定作業(yè)工具以完成特定任務(wù)的特種機(jī)器人。它可以代替人類在高空等危險(xiǎn)環(huán)境下有效完成各項(xiàng)工作，如船舶業(yè)的除銹與噴涂、大型建筑物外表面的清洗、反恐偵察、石化行業(yè)大型油罐的噴漆及檢測(cè)探傷、金屬罐容量計(jì)量、大型風(fēng)電扇葉的維護(hù)等。在實(shí)際應(yīng)用中，爬壁機(jī)器人不僅需要在簡(jiǎn)單的壁面進(jìn)行工作，還需要工作于復(fù)雜的壁面環(huán)境，如
機(jī)床與液壓 2022年4期2022-09-21
- 基于大數(shù)據(jù)聚類分析的爬壁機(jī)器人位姿定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
000)0 引言爬壁機(jī)器人指可以在垂直墻壁上攀爬并完成作業(yè)的自動(dòng)化機(jī)器人，其具有較高的模擬狀態(tài)，在運(yùn)動(dòng)過程中能夠較大程度地復(fù)刻生物的位姿，為人類的生活和生產(chǎn)工作提供較大便利[1-3]。由于足式爬壁機(jī)器人通過對(duì)兩條腿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使得爬壁機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)限制更少，更高的機(jī)動(dòng)性和更快的步行速度，而腿部的機(jī)械結(jié)構(gòu)使得它可以輕松地越過大型障礙，并能在最短的時(shí)間內(nèi)適應(yīng)臺(tái)階、凹凸不平的地形，因此該類型的爬壁機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加明顯、應(yīng)用范圍更廣[4-6]。然而爬
計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制 2022年8期2022-08-26
- 軌道裝備用無(wú)損檢測(cè)爬壁機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
電塔設(shè)計(jì)一款小型爬壁檢測(cè)機(jī)器人；李志等[2]針對(duì)儲(chǔ)油罐存在管壁檢測(cè)和測(cè)量難題，采用四自由度吸附式爬壁人以此來解決缺陷；李靜等[3]針對(duì)鍋爐壁厚采用多級(jí)控制方式，提高了檢測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)了吸附式檢測(cè)和監(jiān)控。當(dāng)爬壁機(jī)器人在工作過程中履帶會(huì)與壁體直接接觸，對(duì)于一些特殊的內(nèi)徑存在達(dá)不到精確檢測(cè)的問題。因此，針對(duì)大型石油罐罐底與罐壁缺陷的在油檢測(cè)問題,筆者設(shè)計(jì)一種可爬直角壁的四輪四軸液壓驅(qū)動(dòng)式磁力吸附爬壁機(jī)器人。該機(jī)器人可在石油罐內(nèi)實(shí)現(xiàn)罐底與罐壁間的雙向直角過渡攀爬、9
- 爬壁機(jī)器人系統(tǒng)的Noether 對(duì)稱性和守恒量1)
人的研究中,一種爬壁機(jī)器人受到關(guān)注.21 世紀(jì)初期,人們揭示了壁虎能夠攀爬在墻面上的原理[8],并掀起了制造爬壁機(jī)器人的浪潮.在國(guó)際上,爬壁機(jī)器人制造原理主要是通過模仿壁虎的運(yùn)動(dòng)[9].目前爬壁機(jī)器人按移動(dòng)功能區(qū)分主要有吸盤式、車輪式和履帶式三種機(jī)器人.吸盤式能跨越很小的障礙,但移動(dòng)速度慢;車輪式移動(dòng)速度快、控制靈活,但維持一定的吸力較困難;履帶式對(duì)壁面適應(yīng)性強(qiáng),著地面積大,但不易轉(zhuǎn)彎[10].斯坦福大學(xué)通過模仿壁虎的行走原理,研發(fā)了StickyBot 以
力學(xué)學(xué)報(bào) 2022年6期2022-07-10
- 爬壁機(jī)器人系統(tǒng)的廣義Lagrange方程
231）0 引言爬壁機(jī)器人可以協(xié)助人們?cè)趶?fù)雜危險(xiǎn)的環(huán)境中進(jìn)行工作，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，因此在材料學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域等受到廣泛關(guān)注。研制爬壁機(jī)器人有兩個(gè)最需要考慮的因素：一個(gè)是爬壁機(jī)器人的移動(dòng)方式；另一個(gè)是爬壁機(jī)器人的吸附方式[1]。從爬壁機(jī)器人的吸附方式上來說，主要可以分為真空吸附、磁吸附、仿生吸附、背推式吸附[2-5]。本文主要從運(yùn)動(dòng)機(jī)能上研究爬壁機(jī)器人。根據(jù)移動(dòng)方式的不同，爬壁機(jī)器人主要分為輪式、履帶式和足式[6]。各
機(jī)械工程師 2022年3期2022-03-24
- 爬壁飛行機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
例如支座等。目前爬壁機(jī)器人吸附方式大致有磁吸附、燮壓吸附、仿生吸附等方法。但當(dāng)壁面不導(dǎo)磁、整潔度差、凹凸不平時(shí)，以上吸附方式會(huì)引起吸附失效，導(dǎo)致墜落等問題。所以現(xiàn)在橋梁檢測(cè)還是以人工檢測(cè)為主。綜合以上爬壁機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種面向橋梁檢測(cè)爬壁飛行機(jī)器人，采用螺旋槳葉反推力作為飛行時(shí)和拉力和壁面吸附力，解決目前橋梁檢測(cè)機(jī)器人靈活性不足和對(duì)吸附壁面要求高等問題。具有積極意義和廣泛的應(yīng)用前景。1 爬壁飛行機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)爬壁飛行機(jī)器人設(shè)計(jì)總體質(zhì)量為2 kg。底盤
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2022年36期2022-02-01
- 一種滾動(dòng)密封爬壁機(jī)器人的安全吸附條件與運(yùn)動(dòng)特性分析
定的作業(yè)危險(xiǎn)性。爬壁機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，檢測(cè)效率與安全性較高，在壁面檢測(cè)領(lǐng)域越來越受到人們的重視[1]。目前利用機(jī)器人開展混凝土壁面檢測(cè)時(shí)多采用負(fù)壓吸附，按照吸附腔與壁面相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系可劃分為固定吸盤式[1-3]、滑動(dòng)吸盤式[4]、滾動(dòng)密封式[5-6]等。其中，滾動(dòng)密封式履帶爬壁機(jī)器人具有密封結(jié)構(gòu)耐磨、負(fù)載能力大、運(yùn)行速度快[5-6]等特點(diǎn)，符合混凝土建筑表面的檢測(cè)需求。由于機(jī)器人吸附于垂直壁面，吸附力不足造成的脫落或大范圍滑移運(yùn)動(dòng)失準(zhǔn)都將導(dǎo)致任務(wù)失敗，
中國(guó)機(jī)械工程 2021年22期2021-12-02
- 爬壁機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)全向移動(dòng)自主控制設(shè)計(jì)
垂直作業(yè)環(huán)境中，爬壁機(jī)器人有效降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、提高工作效率[2-4]。爬壁機(jī)器人通過不同的移動(dòng)方式可以到不同的區(qū)域進(jìn)行移動(dòng)作業(yè)，因此研究機(jī)器人底盤結(jié)構(gòu)全向移動(dòng)控制意義重大。目前研究通過底盤電機(jī)控制機(jī)器人全向移動(dòng)的方法較多，文獻(xiàn)[5]利用旋轉(zhuǎn)電位器計(jì)算機(jī)器人底盤單元對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制底盤運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了全向移動(dòng)機(jī)器人的控制。文獻(xiàn)[6]將可編程邏輯控制器作為機(jī)器底盤的控制器，以研究輪轂電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制為主，并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，根據(jù)分析結(jié)
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2021年11期2021-11-23
- 圖像拼接技術(shù)在爬壁機(jī)器人位置伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
引言當(dāng)前市面上的爬壁機(jī)器人具有一定的爬行能力，但大數(shù)據(jù)機(jī)器人對(duì)環(huán)境的感知能力較差，其運(yùn)動(dòng)方式多以自行爬行為主[1]。這些機(jī)器人大多還通過手動(dòng)教學(xué)或遠(yuǎn)程控制來完成爬行過程[2]，顯然在農(nóng)業(yè)、建筑等高風(fēng)險(xiǎn)、高難度、高強(qiáng)度的“三高”手工作業(yè)中，操作人員不可能始終跟隨機(jī)器人，實(shí)時(shí)觀察其與周圍環(huán)境的相互作用，并對(duì)其進(jìn)行控制。為此，有學(xué)者設(shè)計(jì)了爬壁機(jī)器人控制器，建立了旋轉(zhuǎn)平移軌跡，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)的分離控制，使系統(tǒng)全局漸近穩(wěn)定[3]。但在控制器的設(shè)計(jì)中，沒有考慮機(jī)器人
機(jī)械與電子 2021年9期2021-10-13
- 基于EtherCAT總線的輕量型爬壁機(jī)器人系統(tǒng)*
AT總線的輕量型爬壁機(jī)器人系統(tǒng)*張浩 曹立超 周勇 劉曉光 蔣曉明（廣東省科學(xué)院智能制造研究所，廣東 廣州 510070）為解決當(dāng)前大型鋼結(jié)構(gòu)件的特種作業(yè)人工依賴性高、作業(yè)環(huán)境差和效率低等問題，設(shè)計(jì)一種基于EtherCAT總線的輕量型爬壁機(jī)器人系統(tǒng)。首先，介紹爬壁機(jī)器人系統(tǒng)需求與方案；然后，給出設(shè)計(jì)爬壁機(jī)器人系統(tǒng)硬件和軟件；接著，闡述機(jī)器人搭載不同工具可用于不同作業(yè)任務(wù)；最后，經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，該機(jī)器人系統(tǒng)功能達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。輪式爬壁機(jī)器人；輕量型；磁吸附；控制
自動(dòng)化與信息工程 2021年4期2021-09-04
- 一種基于連桿機(jī)構(gòu)的仿生四足爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)
莊056002）爬壁機(jī)器人是一種始于20世紀(jì)60年代的機(jī)器人，世界上最早的爬壁機(jī)器人是由日本西亮（Nishi AKira）教授所研制的一種負(fù)壓吸附爬壁機(jī)器人。由于爬壁機(jī)器人可以在水平豎直乃至天花板等地自由的移動(dòng)，從上世紀(jì)80年代起，爬壁機(jī)器人開始逐漸被應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)之中，例如最早出現(xiàn)的負(fù)壓吸附爬壁機(jī)器人，目前已被廣泛應(yīng)用于墻壁清潔，墻壁質(zhì)量檢測(cè)乃至反恐偵查等領(lǐng)域。時(shí)至今日，隨著人們對(duì)于爬壁機(jī)器人的重視程度逐漸提高，自爬壁機(jī)器人誕生以來的60年中，產(chǎn)生
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年19期2021-07-20
- LPG球罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人遠(yuǎn)程控制技術(shù)研究
因此可采用磁吸附爬壁機(jī)器人攜帶探傷設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)。目前，很多學(xué)者對(duì)磁吸附爬壁機(jī)器人進(jìn)行了研究。安會(huì)朋[7]等設(shè)計(jì)了一種永磁吸附三輪步進(jìn)結(jié)合的機(jī)器人，其以AT89C51控制器為核心的控制模塊采取紅外通信進(jìn)行遙控。但是，由于紅外線本身的限制，紅外線遙控?zé)o法穿過障礙物進(jìn)行遙控或者以很大的角度遙控設(shè)備，導(dǎo)致其抗干擾能力不佳。何宏[8]等研制了一種永磁吸附爬壁機(jī)器人，其中主控制器采用S3C2440芯片，采取ZigBee技術(shù)來遠(yuǎn)程控制爬壁機(jī)器人。ZigBee的傳輸速
現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備 2021年4期2021-06-01
- 基于arduino 的智能爬臂機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析
的高空作業(yè)需求，爬壁機(jī)器人一直是國(guó)內(nèi)外機(jī)器人研究領(lǐng)域的重點(diǎn)[1]。目前爬臂機(jī)器人采用氣動(dòng)以及負(fù)壓吸附方式，利用仿生學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)在垂直平面上的運(yùn)動(dòng)，缺點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性能較差；輪式磁吸爬壁機(jī)器人是利用磁力吸附保證機(jī)器人吸附在垂直平面，靈活性強(qiáng)，缺點(diǎn)是適用范圍較少，具有一定的局限性[2]。本文主要結(jié)合氣體壓力差吸附的工作原理配合輪式傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性，設(shè)計(jì)出了適應(yīng)范圍廣、可沿固定軌跡運(yùn)動(dòng)的爬壁機(jī)器人。2 硬件設(shè)計(jì)2.1 運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)根據(jù)垂直墻面需求與配置的不同，往往選用不
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2021年8期2021-04-24
- 基于遺傳模糊算法爬壁機(jī)器人避障仿真研究
社會(huì)的不斷發(fā)展，爬壁機(jī)器人得到了飛速的發(fā)展[1-2]，其可用于橋梁檢測(cè)、壁面清洗和船舶除銹等場(chǎng)合，代替了人在危險(xiǎn)環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)。為保證機(jī)器人在復(fù)雜的壁面環(huán)境[3]能夠正常的工作，爬壁機(jī)器人需要對(duì)壁面存在的障礙物進(jìn)行及時(shí)躲避并繼續(xù)工作[4-6]。爬壁機(jī)器人避障控制屬于局部避障控制[7]，不同于全局避障控制[8]?，F(xiàn)有爬壁機(jī)器人進(jìn)行局部避障的方法主要有：人工勢(shì)場(chǎng)法[9]，分別建立運(yùn)動(dòng)體和障礙物、目標(biāo)點(diǎn)的作用力，利用引力和斥力的不斷作用從而規(guī)避障礙物，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)
輕工機(jī)械 2021年1期2021-03-05
- 基于改進(jìn)型非線性干擾觀測(cè)器的爬壁機(jī)器人軌跡跟蹤①
310018)爬壁機(jī)器人由于其可以在高空作業(yè)的特殊性廣泛應(yīng)用于船舶噴漆除銹、油罐檢測(cè)等行業(yè)[1,2].其中履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人作為一種較為常見的爬壁機(jī)器人,是典型的非線性多輸入多輸出系統(tǒng).在壁面爬行過程中履帶機(jī)器人容易受到重力及外部干擾等因素影響,從而導(dǎo)致機(jī)器人實(shí)際位姿與理想位姿的誤差.為了解決這一問題,文獻(xiàn)[3,4]只從機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)出發(fā)設(shè)計(jì)控制PID、反演控制等算法,但這沒有考慮機(jī)器人的動(dòng)力特性,在實(shí)際運(yùn)用中其控制算法具有一定的局限性且對(duì)外部干擾的抑
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用 2021年2期2021-02-23
- 適應(yīng)弧形壁面運(yùn)動(dòng)的爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)
003）0 引言爬壁機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，屬于特種作業(yè)機(jī)器人，可以替代人在高空危險(xiǎn)環(huán)境下作業(yè)，在許多行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用前景，如檢測(cè)、消防、反恐偵查、清洗除銹、噴漆等領(lǐng)域。它結(jié)合了吸附技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)和控制技術(shù)，可附著在垂直或者傾斜的壁面上爬行，在運(yùn)動(dòng)過程中可以在機(jī)器人身上安裝輔助設(shè)備以完成一定的作業(yè)任務(wù)，極大地拓寬了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。本文主要研究設(shè)計(jì)了一種輕量化的爬壁機(jī)器人，它能適應(yīng)一定曲率半徑范圍的曲面。將其作為基本的載體應(yīng)用到各
機(jī)電信息 2020年32期2020-12-23
- 基于自適應(yīng)模糊PID的爬壁機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑控制研究
主檢測(cè)壁面磨損的爬壁機(jī)器人是化工行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。在鍋爐內(nèi)部，磨損檢測(cè)機(jī)器人的移動(dòng)作業(yè)環(huán)境較為復(fù)雜，確保爬壁機(jī)器人按照預(yù)定的軌跡爬行是完成壁厚檢測(cè)任務(wù)的重點(diǎn)。機(jī)器人在正常工作爬行過程中，在理想情況下，控制左右兩電機(jī)速度完全相同，則可以始終直線爬行。但實(shí)際上，由于制造誤差以及環(huán)境等因素的影響，爬壁機(jī)器人的位姿會(huì)出現(xiàn)偏差，所以對(duì)其路徑控制的研究是研究爬壁機(jī)器人的重點(diǎn)。針對(duì)路徑控制的研究，相關(guān)學(xué)者根據(jù)具體情況提出了各自的解決方案。張揚(yáng)名[2]等基于滑?？刂品椒▉韺?shí)
自動(dòng)化儀表 2020年9期2020-11-12
- 基于降級(jí)模糊算法的爬壁機(jī)器人避障控制
100191)爬壁機(jī)器人是集吸附、運(yùn)動(dòng)于一體，既可以在特定墻面上攀爬、移動(dòng),又可以完成特定作業(yè)任務(wù)的自動(dòng)化機(jī)器人[1-2]，現(xiàn)已越來越多地應(yīng)用到大型儲(chǔ)油罐表面工程上[3]，但由于罐體表面安置攝像頭以及一些不確定障礙物，對(duì)爬壁機(jī)器人作業(yè)存在阻礙作用，這要求爬壁機(jī)器人能夠及時(shí)躲避這些障礙物并繼續(xù)工作[4-6]。爬壁機(jī)器人作業(yè)時(shí)的避障控制屬于局部避障控制，現(xiàn)有應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)體局部避障的方法主要有：文獻(xiàn)[7]應(yīng)用改進(jìn)可視圖法，通過傳感器建立障礙物與運(yùn)動(dòng)體之間的連線，
科學(xué)技術(shù)與工程 2020年19期2020-08-03
- 噴砂除銹爬壁機(jī)器人磁吸附結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及整機(jī)性能試驗(yàn)
粉塵及噪音污染。爬壁機(jī)器人作為特種機(jī)器人的分支,能夠代替工人通過攜帶噴槍,在油罐壁面上執(zhí)行除銹任務(wù)[1-6]。近年來,國(guó)內(nèi)外從不同方面對(duì)爬壁機(jī)器人進(jìn)行了研究,如熊雕等[7]對(duì)履帶式爬壁機(jī)器人進(jìn)行受力分析和穩(wěn)定性仿真研究,但沒有深入研究履帶式爬壁機(jī)器人穩(wěn)定可靠運(yùn)行的條件;王瑞等[8]對(duì)三角履帶爬壁機(jī)器人進(jìn)行模擬仿真,并實(shí)現(xiàn)了越障功能,但是負(fù)載能力不足;目前國(guó)內(nèi)爬壁機(jī)器人存在負(fù)載能力不足、穩(wěn)定性較差等問題,而且對(duì)于磁吸附單元的研究較少。磁吸附結(jié)構(gòu)作為行走機(jī)構(gòu)的
- 基于System Vue的爬壁機(jī)器人控制器研究
8)0 引言由于爬壁機(jī)器人[1]具有對(duì)墻面吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn)，許多科研工作者對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究。文獻(xiàn)[2] 提出了一種仿生爪刺式履帶爬壁機(jī)器人，來提高爬壁機(jī)器人的粘附性能和脫附效率；文獻(xiàn)[3]提出了一種基于振動(dòng)吸力機(jī)構(gòu)的壁虎式爬壁機(jī)器人，對(duì)機(jī)器人的爬坡能力進(jìn)行了提高；文獻(xiàn)[4]采用一種雙環(huán)滑?？刂扑惴?，對(duì)爬壁機(jī)器人路徑跟蹤控制問題進(jìn)行了驗(yàn)證,最終使整個(gè)控制過程的準(zhǔn)確性得到了進(jìn)一步提高。 但是爬壁機(jī)器人普遍存在結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，靈活程度較低，智能性和掌控?cái)?shù)據(jù)方面較
計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制 2020年5期2020-06-06
- 船舶除銹清洗爬壁機(jī)器人永磁式履帶研究應(yīng)用
保的船舶除銹清洗爬壁機(jī)器人作業(yè)，其永磁式履帶吸附單元是關(guān)鍵核心技術(shù)之一。本文對(duì)爬壁機(jī)器人永磁式履帶的吸附方式、磁性材料、永磁吸附結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、磁路吸附結(jié)構(gòu)仿真進(jìn)行分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了爬壁除銹清洗機(jī)器人永磁式履帶設(shè)計(jì)應(yīng)用方案。關(guān)鍵詞：爬壁;機(jī)器人;船舶除銹;永磁式履帶中圖分類號(hào)：U671.1? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAbstract： Rust removal plays an important role
廣東造船 2020年2期2020-05-25
- 爬壁機(jī)器人翻越焊縫過程動(dòng)力學(xué)建模研究
十分必要[1]。爬壁機(jī)器人作為一種高效、安全的除銹作業(yè)工具，已逐漸被應(yīng)用于船體外板的銹蝕清理工作[2-11]。目前，用于除銹的爬壁機(jī)器人多采用充氣輪與懸掛磁鐵的吸附爬壁輪結(jié)構(gòu)[10-12]，其輪胎壓縮量與磁吸附力之間存在復(fù)雜的非線性耦合關(guān)系。輪胎壓縮量變化將直接影響磁吸附力，進(jìn)而影響爬壁機(jī)器人的負(fù)載能力和壁面行走可靠性[10]。在船舶外板除銹作業(yè)過程中，爬壁機(jī)器人需要翻越焊縫，在翻越焊縫后輪胎壓縮量會(huì)減小，從而導(dǎo)致磁鐵氣隙增大、磁吸附力減小，削弱了爬壁機(jī)器
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2020年12期2020-02-02
- 風(fēng)電塔筒爬壁機(jī)器人電機(jī)基座優(yōu)化設(shè)計(jì)
1 動(dòng)力學(xué)建模該爬壁機(jī)器人模型主要分為以下幾個(gè)部分:履帶模塊、連接機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)模塊和車體。由于爬壁機(jī)器人零部件數(shù)量繁多，連接關(guān)系復(fù)雜，所以只將單側(cè)履帶模塊加上電機(jī)基座作為模型來進(jìn)行后續(xù)動(dòng)力學(xué)仿真，其中力的傳遞是從電機(jī)經(jīng)電機(jī)基座傳遞到鏈輪軸上。根據(jù)模型簡(jiǎn)化的原則，提出了基于ADAMS 的爬壁機(jī)器人建模方法，步驟如下。1） 在ADAMS中對(duì)模型部件重新建模，僅保留前后各一個(gè)鏈輪，名稱分別為PART_C1 和PART_C2，其余部件均需要重新生成。2） 將電機(jī)基座
建材發(fā)展導(dǎo)向 2019年23期2019-11-28
- 履帶式爬壁機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)*
明 周勇?履帶式爬壁機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)*曹立超 劉曉光 蔣曉明 周勇（廣東省智能制造研究所 廣東省現(xiàn)代控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）針對(duì)履帶式爬壁機(jī)器人在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)履帶脫離、磁鐵損傷、吸附不穩(wěn)定等問題，通過優(yōu)化履帶結(jié)構(gòu)、改善傳動(dòng)裝置、改進(jìn)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)，提出了履帶式爬壁機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。經(jīng)仿真結(jié)果和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證，該爬壁機(jī)器人負(fù)載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、運(yùn)行靈活性好。爬壁機(jī)器人；永磁吸附；履帶0 引言爬壁機(jī)器人作為特種機(jī)器人，可以攜帶一定的工具設(shè)備，在玻璃幕墻清洗
自動(dòng)化與信息工程 2019年2期2019-07-02
- 水冷壁爬壁機(jī)器人路徑跟蹤研究
檢測(cè)水冷壁磨損的爬壁機(jī)器人是現(xiàn)在化工行業(yè)所急需的。保證水冷壁爬壁機(jī)器人準(zhǔn)確按照期望的直線路徑運(yùn)動(dòng)是其研究的前提，所以對(duì)其路徑跟蹤的研究是必不可少的。針對(duì)路徑跟蹤這類問題，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量研究并提出了各自的解決方案。蔣建東[3]等提出了模糊控制的方法，但模糊控制需要根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)建立模糊規(guī)則，若不能建立理想的模糊規(guī)則，將影響其控制效果。張揚(yáng)名[4]等基于滑模控制方法來實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤控制，但由于滑?？刂品椒ǖ奶匦允蛊浯嬖凇岸墩瘛?，且無(wú)法避免，實(shí)際控制效果不理想。
計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制 2019年6期2019-06-27
- 風(fēng)電塔筒爬壁機(jī)器人吸附結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析*
的輔助工具。1 爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)1.1 整體方案布局設(shè)計(jì)風(fēng)電塔筒爬壁機(jī)器人目的是為了能替代人工進(jìn)行對(duì)風(fēng)電塔筒的檢修，因此要求爬壁機(jī)器人能夠安裝不同檢修裝置，并通過在工作表面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，完成檢修任務(wù)。綜合現(xiàn)有研究成果及生產(chǎn)需求[5-6]，要求爬壁機(jī)器人能夠達(dá)到的基本技術(shù)指標(biāo)如表1所示。表1 爬壁機(jī)器人性能指標(biāo)同時(shí)，考慮應(yīng)用場(chǎng)景，該爬壁機(jī)器人應(yīng)由以下功能部分組成，其主要功能分解圖如圖1所示。圖1 爬壁機(jī)器人主要功能分解圖常見爬壁機(jī)器人吸附方式分為：負(fù)壓吸附
機(jī)電工程 2018年9期2018-10-09
- 基于雙目視覺的船用爬壁監(jiān)測(cè)機(jī)器人
科技水平的進(jìn)步，爬壁機(jī)器人已成為一種常用的自動(dòng)化程度較高的裝置[3–4]，已應(yīng)用在高空作業(yè)的環(huán)境中，越來越受到人們的重視。從爬壁機(jī)器人的吸附方式上來看，主要有負(fù)壓吸附和磁吸附2種，由于磁吸附式爬壁機(jī)器人具有適用于導(dǎo)磁性壁面、產(chǎn)生巨大的吸附力、不會(huì)受到壁面凸凹或裂痕的限制等特點(diǎn)，因此非常適合在船舶上被使用[5–6]。然而，目前爬壁機(jī)器人都是通過攝像頭人工判別來對(duì)船壁進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這會(huì)造成監(jiān)測(cè)不全面和操作不靈活的弊端，不僅不能夠保證船舶的航行安全，而且浪費(fèi)了許多時(shí)
艦船科學(xué)技術(shù) 2018年7期2018-07-25
- 爬壁機(jī)器人在大型立式儲(chǔ)罐徑向偏差測(cè)量中的研究與應(yīng)用
夠攜帶測(cè)量?jī)x器的爬壁機(jī)器人[5～7],并使其按照垂直方向進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng),并于指定位置停留以方便操作人員進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)永磁性履帶及抗傾覆機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也大大增強(qiáng)了測(cè)量過程的安全性,為了驗(yàn)證該爬壁機(jī)器人徑向偏差的測(cè)量精度[8],課題組選取一座1 000 m3的立式儲(chǔ)罐進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果表明爬壁機(jī)器人的測(cè)量精度能夠達(dá)到1 mm。2 爬壁機(jī)器人整體設(shè)計(jì)2.1 爬壁機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)爬壁機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主要由4大機(jī)構(gòu)組成,分別是吸附機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)及抗傾覆機(jī)構(gòu)。
計(jì)量學(xué)報(bào) 2018年3期2018-06-22
- 面向船舶維護(hù)和監(jiān)測(cè)的爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)
外板維護(hù)和監(jiān)測(cè)的爬壁機(jī)器人，顯得十分必要。目前，國(guó)外已研制多款船舶爬壁機(jī)器人產(chǎn)品，如圖2所示，廣泛地用在船舶外板維護(hù)和檢修等作業(yè)場(chǎng)合，極大地提高了作業(yè)效率。本文提出另外一種爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)，通過平面永磁鐵產(chǎn)生吸附力，進(jìn)而克服機(jī)器人自重和負(fù)載的影響，完成在船舶壁面上的吸附及爬行。圖1 遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)拇? 爬壁機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)如圖3所示，本文所提出的爬壁機(jī)器人采用輪式行進(jìn)方式，相比履帶式具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)彎靈活、質(zhì)量較輕等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，相比真空式或電磁式吸附原理，永磁式
機(jī)械工程師 2018年6期2018-06-14
- 基于STM32的四輪爬壁機(jī)器人路徑跟蹤控制系統(tǒng)
500）0 引言爬壁機(jī)器人將地面的可移動(dòng)技術(shù)以及各類吸附技術(shù)方法有效的結(jié)合在一起，主要實(shí)現(xiàn)的功能是在垂直壁面上進(jìn)行吸附爬行。爬壁機(jī)器人廣泛應(yīng)用于石油化工業(yè)、核工業(yè)、船舶行業(yè)、建筑行業(yè)等壁面探傷、清洗、噴漆防腐、除銹和偵察等工作[1～4]，目前已經(jīng)成為當(dāng)代機(jī)器人領(lǐng)域中的重要組成部分。爬壁機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是其研究核心，而爬壁機(jī)器人在壁面爬行時(shí)希望可以根據(jù)期望的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此本文以STM32為爬壁機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制電路核心，采用永磁吸附實(shí)現(xiàn)壁面吸附，實(shí)時(shí)繪制爬壁
制造業(yè)自動(dòng)化 2018年4期2018-04-28
- 核電站目視檢查爬壁裝置設(shè)計(jì)與研究
像設(shè)備，因此采用爬壁式移動(dòng)平臺(tái)搭載小型攝像設(shè)備實(shí)施間接目視檢驗(yàn)。反應(yīng)堆安全殼直徑約40m，外表面具有涂層及支撐焊縫。被檢區(qū)域被分割為若干隔斷（如圖1），檢測(cè)區(qū)域高度超過40m，容器與空氣導(dǎo)流板之間距離狹窄僅約0.3m。目前大部分爬壁式移動(dòng)平臺(tái)屬于軌道式永磁型，部分超聲檢查裝置采用了非軌道式永磁性爬行平臺(tái)，但爬行輪為硬質(zhì)永磁性材料。而在大容器目視檢驗(yàn)過程中進(jìn)行爬壁動(dòng)作時(shí)，考慮到受檢區(qū)域表面涂層的保護(hù)，軌道和硬質(zhì)永磁性材料的直接接觸都不是理想的選擇。另外，大型
科技視界 2018年3期2018-04-02
- 爬壁機(jī)器人氣壓吸附及磁吸附專利技術(shù)綜述
黎開虎摘 要： 爬壁機(jī)器人可以吸附在不同材質(zhì)的垂直或者傾斜面上，進(jìn)行各種極限條件下的作業(yè)任務(wù)，氣壓吸附和磁吸附方式是爬壁機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域最成熟應(yīng)用最廣泛的吸附方式。關(guān)鍵詞： 機(jī)器人；爬壁；吸附前言爬壁機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它把地面移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)與吸附技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，可在垂直壁面上附著爬行，并能攜帶工具完成一定的作業(yè)任務(wù)，大大擴(kuò)展了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。本文將著重對(duì)爬壁機(jī)器人氣壓吸附及磁力吸附的專利技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行梳理。1.爬壁機(jī)器人吸附方式概述
科學(xué)與財(cái)富 2017年18期2017-07-09
- 新型組合式可轉(zhuǎn)角爬壁機(jī)器人
摘 要：鑒于人工爬壁進(jìn)行高空作業(yè)的危險(xiǎn)性過高等問題，設(shè)計(jì)了一款新型組合式可轉(zhuǎn)角爬壁機(jī)器人。該機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)靈活、運(yùn)動(dòng)速度快、體積小巧，能夠在較大曲面上工作等特點(diǎn)，可大大減少因爬壁工作造成人身安全事故發(fā)生，具有廣闊的市場(chǎng)前景。關(guān)鍵詞：組合式可轉(zhuǎn)角爬壁比機(jī)器人；結(jié)構(gòu)靈活；體積小巧1 作品研制背景爬壁機(jī)器人是能夠在垂直陡壁上進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人，它作為高空極限作業(yè)的一種自動(dòng)機(jī)械裝置，越來越受到人們的重視。但現(xiàn)有的爬壁機(jī)器人只能在一個(gè)單獨(dú)的平整墻面上運(yùn)動(dòng)，不能轉(zhuǎn)角，更
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2016年11期2017-01-12
- 立式金屬罐輪足組合爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)
式金屬罐輪足組合爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)安會(huì)朋，佟仕忠，郭 穎，付貴增，張采鳳（遼寧石油化工大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院，遼寧 撫順113001）為了提高爬壁機(jī)器人在立式金屬罐檢測(cè)作業(yè)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度和負(fù)載能力，提出一種用于立式金屬罐壁面檢測(cè)的爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)方案。爬壁機(jī)器人采用永磁吸附三輪步進(jìn)結(jié)合四足支撐的運(yùn)動(dòng)方式。介紹了其基本機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了AT89C51微控制器為核心構(gòu)成直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、遙控電路、電源電路、驅(qū)動(dòng)電路等模塊。通過一系列的仿真和型式實(shí)驗(yàn)達(dá)到了對(duì)檢測(cè)機(jī)器人的
電子設(shè)計(jì)工程 2016年2期2016-09-14
- 仿尺蠖機(jī)器人曲面爬行步態(tài)分析與中樞模式發(fā)生器規(guī)劃
）摘要：風(fēng)電葉片爬壁機(jī)器人的曲面爬行步態(tài)是研究難點(diǎn)。為此建立了含3個(gè)T型和2個(gè)I型關(guān)節(jié)的5自由度仿尺蠖機(jī)器人機(jī)構(gòu)模型；通過幾何關(guān)系分析機(jī)構(gòu)對(duì)球曲面的適應(yīng)性，基于吸附穩(wěn)定狀態(tài)建立關(guān)節(jié)角度幅值與曲率半徑之間的函數(shù)關(guān)系，采用余弦函數(shù)設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)步態(tài)軌跡；基于反饋學(xué)習(xí)方法、自適應(yīng)頻率Hopf振蕩器和Kuramoto耦合，設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)中樞模式發(fā)生器（CPG）單元及其網(wǎng)絡(luò)；通過學(xué)習(xí)平面翻轉(zhuǎn)步態(tài)得到CPG網(wǎng)絡(luò)參數(shù)初值，再通過在線調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)角度幅值規(guī)劃球曲面翻轉(zhuǎn)步態(tài)。通過Matla
兵工學(xué)報(bào) 2016年6期2016-07-29
- 船體彎翹曲面行走系統(tǒng)靜力學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)分析
帶負(fù)載、船體壁面爬壁等實(shí)驗(yàn)，通過分析行走系統(tǒng)實(shí)際吸附狀態(tài)與效率，船體壁面爬壁狀態(tài)，驗(yàn)證理論分析的正確性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，表明行走系統(tǒng)吸附力穩(wěn)定，吸附單元的吸附效率較高，不僅能夠在船體復(fù)雜曲面上運(yùn)動(dòng)，還能在船體彎翹曲面上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在船體壁面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，自適應(yīng)機(jī)構(gòu)能有效地控制鏈條的吸附模塊緊貼在壁面上運(yùn)動(dòng)，說明自適應(yīng)機(jī)構(gòu)有一定的曲面自適應(yīng)能力，整個(gè)行走系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理可靠的。關(guān)鍵詞：彎翹曲面；自適應(yīng)機(jī)構(gòu)；建模與分析；爬壁0 引言隨著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代船舶的船體外形具有
制造業(yè)自動(dòng)化 2016年1期2016-03-18
- 負(fù)壓式機(jī)器人設(shè)計(jì)
原理設(shè)計(jì)了可自行爬壁的機(jī)器人，其樣機(jī)能從地面直接爬上垂直墻壁，并可以通過無(wú)線遙控控制其在墻面上自由移動(dòng)。負(fù)壓吸附；驅(qū)動(dòng)控制電路；無(wú)線遙控系統(tǒng)0 綜述爬壁機(jī)器人屬于特種作業(yè)機(jī)器人的一種[1]。按照負(fù)壓原理，設(shè)計(jì)了一種小型化、功能簡(jiǎn)單的爬壁機(jī)器人，其樣機(jī)采用負(fù)壓風(fēng)扇吸附，直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪嚙合方式傳動(dòng)，無(wú)線遙控控制方式，并通過TX-2B/RX-2B無(wú)線遙控接收芯片，LM7805集成穩(wěn)壓電源等器件的應(yīng)用初步探討了無(wú)線遙控發(fā)射機(jī)、接收機(jī)的工作原理和新型H橋電路
電子世界 2016年24期2016-03-10
- 爬壁機(jī)器人能源工業(yè)應(yīng)用與發(fā)展
，100176）爬壁機(jī)器人能源工業(yè)應(yīng)用與發(fā)展桂仲成（京東方科技集團(tuán)股份有限公司，北京，100176）摘 要本文對(duì)爬壁機(jī)器人在能源工業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行分析，對(duì)爬壁機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展進(jìn)行研究，并提出其工業(yè)應(yīng)用研發(fā)技術(shù)路線發(fā)展建議。關(guān)鍵詞：爬壁機(jī)器人，能源工業(yè)1 爬壁機(jī)器人工業(yè)應(yīng)用1.1 定義爬壁機(jī)器人[1]是一種可以在各式各樣壁面上攀爬、攜帶作業(yè)工具及附屬設(shè)備并完成特定作業(yè)的移動(dòng)機(jī)器人，主要代替人從事危險(xiǎn)、繁重的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，無(wú)須安裝腳手架，可提高作業(yè)效率、提升作業(yè)質(zhì)
機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 2015年1期2016-01-31
- 基于UG和ADAMS的水下爬壁機(jī)器人的設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)分析
7）0 引言水下爬壁機(jī)器人是一種能夠在水下高強(qiáng)度、高危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)的自動(dòng)化裝置，它通過吸附裝置貼在水下壁面上，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在一定的吸附力的情況下在壁面上移動(dòng)，從而帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工作任務(wù)。水下爬壁機(jī)器人能夠應(yīng)用于許多行業(yè)，像核工業(yè)、造船業(yè)、漁業(yè)、近海領(lǐng)域等[1～3]。UG作為當(dāng)今世界最為流行的CAD/CAM/CAE軟件之一，功能強(qiáng)大，可對(duì)產(chǎn)品建模、加工、分析設(shè)計(jì)、準(zhǔn)確的獲得工業(yè)造型設(shè)計(jì)方案[4]。特別是它的三維建模功能，能夠快速的完成零部件建模，另外還可以
制造業(yè)自動(dòng)化 2015年7期2015-07-07
- 爬壁機(jī)器人研究現(xiàn)狀與技術(shù)應(yīng)用分析*
合的產(chǎn)物［1］，爬壁機(jī)器人作為移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)重要組成部分，它是將移動(dòng)機(jī)構(gòu)(車輪、履帶、腿等)與將它吸附在壁面上的吸附機(jī)構(gòu)(磁鐵、吸盤等，根據(jù)使用環(huán)境選擇)組合起來實(shí)現(xiàn)的，它將地面移動(dòng)技術(shù)拓展到垂直空間上，充實(shí)了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。早在1966 年，日本的 A.NISHI［2］設(shè)計(jì)出了一臺(tái)簡(jiǎn)單的爬壁機(jī)器人樣機(jī)，它的原理是利用電風(fēng)扇進(jìn)氣，產(chǎn)生低壓空氣，以產(chǎn)生的負(fù)壓為吸附動(dòng)力制作而成的，這被看做是爬壁機(jī)器人的研究開端。自此，爬壁機(jī)器人技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了迅速
機(jī)械研究與應(yīng)用 2015年3期2015-06-11
- 電磁技術(shù)的“章魚”爬壁機(jī)器人的研究
類方式多樣，其中爬壁機(jī)器人是一種將地面機(jī)械移動(dòng)機(jī)器人與吸附技術(shù)有機(jī)相結(jié)合的機(jī)器人[1]。實(shí)現(xiàn)對(duì)高空搶險(xiǎn)救災(zāi)作業(yè)，墻體清洗，石化管道外壁檢測(cè)等，是一種新型的機(jī)器人[2,3]。爬壁機(jī)器人的研究主要可分為：多體柔性永磁爬壁機(jī)器人，磁隙式爬壁機(jī)器人，小型吸附式爬壁機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及平衡性以及柔性靜電吸附技術(shù)的爬壁機(jī)器人[4～6]。柔性爬壁機(jī)器人的吸附系統(tǒng)的課調(diào)節(jié)性等多類問題得到了較好的解決[2]。國(guó)外，美國(guó)某大學(xué)已經(jīng)成功研制出具有4個(gè)“腿輪”的爬壁機(jī)器人樣機(jī)，日本宮
制造業(yè)自動(dòng)化 2014年24期2014-12-18
- 一種新型爬壁機(jī)器人的研究
816)0 前言爬壁機(jī)器人是特種機(jī)器人的一種，能夠在垂直壁面、球面等場(chǎng)合攀爬行走，并搭載相應(yīng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)壁面的清洗、探傷、管道敷設(shè)、油漆等多種功能。近年來在石化工業(yè)對(duì)圓柱形或球形壓力容器的內(nèi)外壁面進(jìn)行檢查、噴漆防腐等方面應(yīng)用逐漸增多。國(guó)外爬壁機(jī)器人發(fā)展較早，早在20世紀(jì)60年代，日本就研究出了世界上首臺(tái)爬壁機(jī)器人樣機(jī)［1］。隨后德國(guó)、以色列等國(guó)家也相繼開始爬壁機(jī)器人的研究工作，至今已研制出各種形式的爬壁機(jī)器人樣機(jī)，包括飛行機(jī)器人、多足機(jī)器人、多吸盤機(jī)器人和
機(jī)床與液壓 2014年21期2014-03-18
- 立式金屬罐足式爬壁機(jī)器人的設(shè)計(jì)
隨著國(guó)內(nèi)和國(guó)外對(duì)爬壁機(jī)器人的需求不斷增加，爬壁機(jī)器人的研究得到很大的發(fā)展。爬壁機(jī)器人一般必須具備兩個(gè)基本功能：吸附功能和移動(dòng)功能[1]。針對(duì)立式金屬罐爬壁機(jī)器人[2]，吸附方式主要采用磁力吸附，移動(dòng)方式主要采用輪式或者履帶式。當(dāng)金屬罐的表面有縫隙或者凹陷時(shí)，采用輪式或者履帶式爬壁機(jī)器人的磁力座的磁力隨壁面和磁鐵之間的間距的增大而呈急劇減小，導(dǎo)致爬壁機(jī)器人的傾覆，這樣爬壁機(jī)器人的安全性就得不到保障。為了實(shí)現(xiàn)立式金屬罐表面的檢測(cè)作業(yè)，研究設(shè)計(jì)了一種足式爬壁機(jī)器
電子設(shè)計(jì)工程 2013年19期2013-08-20