关键词： 巡线机器人   机械臂   动力学分析  

摘要： 高压输电线路通常为裸导线,暴露于野外环境之中,长时间的风雪雷击、机械张力、电气闪络,易造成线路损伤,从而影响输电线路线路运行的安全性及稳定性。因此,针对110 kV高压输电线路,设计了一种轻量化双臂巡线机器人。对巡线机器人进行动力学仿真,验证了机器人机械结构设计以及关节电机选型的合理性,确保了巡线机器人能实现在输电线上爬行、越障等作业。制作了巡线机器人的样机并对其进行调试,最后在实验室搭建的110 kV输电线路试验环境上完成了巡线机器人行走、爬坡以及越障实验,实验结果表明本课题设计制作的巡线机器人各项功能均实现了设计指标的要求。

关键词： 四自由度混联机器人   运动学分析   位置正、逆解算例   ADAMS仿真  

摘要： 首先将串联机构与二自由度平面并联机构相结合,开发出一种新型四自由度混联构型工业机器人,采用D-H法建立坐标系并推导出运动学方程;利用MATLAB数值扫描方法,得到机械臂末端执行器的可达空间;根据位置正逆解算例,在机器人的作业空间内任取若干点,验证了运动学正、逆解方程在一定精度范围内的正确性。然后用SolidEdge建立虚拟样机模型,并将模型导入到ADAMS环境下进行运动学仿真分析,验证解析结果的正确性。最后将仿真结果和理论解析结果进行比较,证明了所设计的混联型机器人理论分析的正确性和设计方案的可行性,为后续控制等方面的研究打下了基础。

关键词： 机器人   气动   跳跃   动力学建模  

摘要： 为提高机器人对复杂地形环境的适应能力,提出了一种基于轮式移动和气动跳跃相结合的机器人结构设计和气动跳跃方案;对所提出的气动跳跃方案,进行了动力学建模;通过对模型的参数估计,计算出了机器人气动跳跃的理论高度;利用ADAMS对机器人进行了跳跃过程的运动仿真;制作了所设计的气动轮式跳跃机器人的原型样机,并进行了多次跳跃试验。计算机仿真和跳跃试验的结果与理论计算相吻合,证明了所提出的机器人跳跃方案的可行性。研究成果为设计微型机器人的气动跳跃提供了有益参考。

关键词： 仿人视觉   卷积神经网络   图像处理与运动规划   赛道识别   自动驾驶  

摘要： 根据仿人视觉机器人竞赛项目的要求,设计并实现基于CNN-PID算法的赛道识别及自主驾驶机器人系统,将机器视觉和运动控制相互融合,采用CSI接口摄像头获取图像信息,运用卷积神经网络处理采集的数据,使用PID算法进行机器人的运动控制。最终测试结果表明:以此方案进行图像处理与运动规划的机器人从启动区开始运行,经过若干弯道与迷彩地形,均可正确识别赛道并正常驾驶,最后在停止禁入区前减速、停止并击打靶标,顺利完成基于单目视觉的智能驾驶、定点停止和击打动作的任务要求,具有较强的稳定性与可拓展性。

关键词： 巡检机器人   Lagrange动力学   动态可操作性椭球(DME)   越障轨迹   动力学评价方法  

摘要： 以新设计的输电线巡检机器人为具体研究对象,采用D-H法推导出机器人的雅可比矩阵;然后建立输电线巡检机器人的Lagrange动力学模型,进而依据机器人动力学模型求得输电线巡检机器人的操作臂惯性矩阵,提出了基于操作臂惯性矩阵所建立的机器人动力学评价指标:动态可操作性椭球(DME:dynamic operability ellipsoid)评价指标;最后结合逆运动学的反解,建立了不同空间轨迹坐标下的动态可操作性衡量指标,获得机器人动力学性能最佳的越障轨迹.通过机器人跨越绝缘子障碍的实验证明了所提动力学评价方法的有效性.

关键词： 并联机器人   影响系数矩阵   性能图谱  

摘要： 本文提出了一种含可预紧虎克铰铰链的新型3-R2H2S并联机器人。在其结构简化和一阶影响系数矩阵分析的基础上,将二阶影响系数矩阵引入全域性能指标中。通过设置不同的结构参数,对3-R2H2S并联机构进行速度和惯性力指标分析,讨论了在可达工作空间内机构尺寸变化对机构性能的影响,并绘制相关指标的等高线性能图谱,得到了机构性能的最优组合。该方法为该类型机器人结构优化设计和机构性能分析提供了理论依据。

关键词： 学科竞赛   机器人竞赛   单项赛   机械创新   机器人大赛   评估项目   海军航空   Robo  

摘要： 2020年8月25日,第十九届全国大学生机器人大赛Robomaster 2020机甲大师赛落下帷幕,海军航空大学航空基础学院机械创新俱乐部首次参加该项比赛,荣获单项赛全国三等奖1项,军队院校中仅有2所院校获奖。全国大学生机器人大赛Robomaster机甲大师赛由共青团中央、深圳市人民政府联合主办,大疆创新发起并承办的机器人赛事,是全国高水平的大学生机器人竞赛之一,被纳入教育部全国高校学科竞赛评估项目。该项比赛为全世界青年工程师打造了机器人竞技平台,吸引了来自国内外近800支队伍,300余所院校参加。受疫情影响,此次大赛首次采用线上远程答辩的方式进行。

关键词： 主动柔顺控制   机器人动力学   关节转矩控制   转矩观测器   电机转矩模型   碰撞保护  

摘要： 针对机器人系统对柔顺性、安全性的要求,提出了一种基于电机电流的机器人主动柔顺控制方法,并采用硅片传输机器人进行拖曳式示教和碰撞保护实验。首先通过磁场定向控制(field oriented control,FOC)将永磁同步电机的转矩模型化为较为简单的形式,同时机器人的动力学模型也可根据硅片传输机器人特殊的构型及关节耦合关系而大大简化。然后将永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型结合,设计扰动观测器,进行基于电流模型的转矩检测。最后将转矩观测器与力/位混合控制结构结合,实现基于电机电流的机器人主动柔顺控制,并在硅片传输机器人进行实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。与传统机器人主动柔顺控制方法相比,该方法不需要额外的传感器,成本低廉,不降低机器人自身刚性,具有广泛的适用性。

关键词： WebQuest教学模式   竞赛指导  

摘要： 本文旨在阐述WebQuest教学模式的理论基础上,以虚拟机器人“汽车总动员”项目为例进行竞赛辅导探究,期望在提高学生的问题解决能力、探究能力以及创新能力的同时,减少指导老师的工作量。