轮式腿型机器人的越障分析与仿真 被引量：29

1

作者 陈殿生 黄宇 王田苗 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期371-375,共5页

为了提高地面移动机器人的地面适应性和越障能力,通过模仿昆虫的腿形,在移动机器人机械本体上设计了一种轮式腿结构.同时选择了轮式腿结构布局的最优方案,提高了机器人运动的平稳性.针对该种结构在非结构环境中的越障性能进行了相关的分... 为了提高地面移动机器人的地面适应性和越障能力,通过模仿昆虫的腿形,在移动机器人机械本体上设计了一种轮式腿结构.同时选择了轮式腿结构布局的最优方案,提高了机器人运动的平稳性.针对该种结构在非结构环境中的越障性能进行了相关的分析,从理论上分析了具有轮式腿结构的机器人具有很强的越障能力和越障平稳性.并用ADAMS(Au-tomatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)对该机器人进行了运动学的仿真,仿真结果表明具有轮式腿结构的机器人具有较强的越障能力,可以翻越高度为轮式腿半径1.2倍的垂直障碍,验证了机构的可行性和越障原理的正确性,为轮式腿型机器人的进一步研究提供了理论基础和依据. 展开更多

关键词 移动机器人 轮式腿结构 越障 运动学仿真

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一种球形移动机器人的运动性能分析 被引量：16

2

作者 战强 贾川 +1 位作者 马晓辉 陈明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期744-747,共4页

球形移动机器人的特殊结构使之非常适合在缺少人为干预的恶劣环境(如外星球、野外等)中应用,在此类的环境中,机器人的运动性能是决定机器人能否顺利完成预定任务的关键.介绍了BHQ-1G型球形移动机器人的结构,采用几何法和拉格朗日方程建... 球形移动机器人的特殊结构使之非常适合在缺少人为干预的恶劣环境(如外星球、野外等)中应用,在此类的环境中,机器人的运动性能是决定机器人能否顺利完成预定任务的关键.介绍了BHQ-1G型球形移动机器人的结构,采用几何法和拉格朗日方程建立了该球形移动机器人的模型,并对它的直线运动、爬坡能力、越障、转弯半径等运动性能进行了具体的分析,证明了该设计的可行性并确定了影响该机器人运动性能的参数.该分析结果可用于BHQ-1G机器人的优化设计和样机研制. 展开更多

关键词 球形移动机器人 运动性能 直线运动 爬坡能力 越障 转弯半径

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基于SolidWorks的巡线机器人机械本体设计及越障运动仿真 被引量：22

3

作者 余晓鑫 田联房 +2 位作者 王孝洪 毛宗源 贾宇辉 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第8期180-182,共3页

巡线机器人对高压架空输电线路的检测与修复是一种安全,可靠,高效的检测方式。机器的机械本体结构是整个系统的基础,也是目前主要的技术障碍之一。首先介绍了巡线机器人机械本体设计要求和关键技术,然后详细描述了基于SolidWorks软件平... 巡线机器人对高压架空输电线路的检测与修复是一种安全,可靠,高效的检测方式。机器的机械本体结构是整个系统的基础,也是目前主要的技术障碍之一。首先介绍了巡线机器人机械本体设计要求和关键技术,然后详细描述了基于SolidWorks软件平台设计的一种带有轮式爬行驱动及夹紧置,过障碍物时可仿人攀援的多关节新型巡线机器人。最后,针对这款机器人运用SolidWorks COSMOS Motion动力学插件进行运动仿真,通过跨越高压电力线的常见障碍物来验证该设计方案的可行性。 展开更多

关键词 巡线机器人 SOLIDWORKS 运动仿真 越障

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模块化可重构履带式微小型机器人的研究 被引量：7

4

作者 李满天 黄博 +1 位作者 刘国才 孙立宁 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期548-552,共5页

研制了一种模块化可重构履带式微小型机器人.单个微小型机器人可以独立运行,多个微小型机器人可以重构成链形机器人和环形机器人.微小型机器人结构紧凑、体积小、重量轻.采用了微控制器和PC机两级控制体系,两级间采用蓝牙通讯.实验结果... 研制了一种模块化可重构履带式微小型机器人.单个微小型机器人可以独立运行,多个微小型机器人可以重构成链形机器人和环形机器人.微小型机器人结构紧凑、体积小、重量轻.采用了微控制器和PC机两级控制体系,两级间采用蓝牙通讯.实验结果验证链形机器人具有较强的越障能力,能爬越楼梯;环形机器人具有高速及路面适应能力强的特点. 展开更多

关键词 微小型机器人 可重构 模块化 越障

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可变直径轮全地形车辆越障性能分析 被引量：9

5

作者 药晓江 高峰 +3 位作者 周煜 陈新波 徐国艳 崔莹 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期6-11,共6页

阐述了后轮驱动及四轮驱动两种驱动方式下可变直径轮全地形车辆的越障性能。首先在RecurdynV7R5软件中建立可变直径轮与普通轮胎模型,并对其越障特性进行了分析。以此为基础建立了后驱及四驱车辆前后轮径变化对越障性能影响的力学模型,... 阐述了后轮驱动及四轮驱动两种驱动方式下可变直径轮全地形车辆的越障性能。首先在RecurdynV7R5软件中建立可变直径轮与普通轮胎模型,并对其越障特性进行了分析。以此为基础建立了后驱及四驱车辆前后轮径变化对越障性能影响的力学模型,进行了理论计算,结果表明车辆驱动方式以及车辆轮径的变化对车辆的越障性能具有很大影响。又在RecurdynV7R5软件中建立了后驱及四驱2种驱动方式下的整车模型,调整车轮直径模拟分析其越障性能,并与理论计算进行了对比。最后,实验验证了理论计算与仿真分析的结果是可信的。 展开更多

关键词 全地形车辆 可变直径轮 越障 通过性

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自重构机器人变形过程运动学分析及越障仿真 被引量：7

6

作者 葛为民 张华瑾 +1 位作者 王肖锋 雷营林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第19期2608-2613,2619,共7页

自重构机器人根据任务环境的不同可实现自主变换构型。研究了直线蛇形变换为环形的重构过程,定义了单元模块的连接面与坐标变换矩阵,基于D-H方法推导并归纳了多模块由直线蛇形变换为环形的普适公式。利用多体动力学软件RecurDyn与MATLA... 自重构机器人根据任务环境的不同可实现自主变换构型。研究了直线蛇形变换为环形的重构过程,定义了单元模块的连接面与坐标变换矩阵,基于D-H方法推导并归纳了多模块由直线蛇形变换为环形的普适公式。利用多体动力学软件RecurDyn与MATLAB对模块构型变换中末端连接面的运动轨迹、速度以及加速度进行了仿真,验证了普适公式的有效性和正确性,准确地判断了末端连接面运动轨迹的变化与重构工作空间,估计了系统的稳定性,提高了对控制算法的认知程度。最后分析了环形构型的两种滚动步态,利用仿真验证了环形构型的越障能力。 展开更多

关键词 自重构机器人 变形过程 运动学 普适公式 越障

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双曲柄式爬升机构的设计与分析 被引量：5

7

作者 王占礼 李爽 +2 位作者 陈延伟 季春天 鲁冠宏 《机械传动》 北大核心 2019年第4期94-97,共4页

通过对现有爬楼梯轮椅爬升机构的对比分析,提出了双曲柄式爬升机构。对双曲柄式爬升机构进行设计研究,建立了双曲柄式爬升机构的运动学模型,并在此基础上对其进行了爬楼过程中运动轨迹分析。仿真结果表明,该爬升机构结构设计合理,方案... 通过对现有爬楼梯轮椅爬升机构的对比分析,提出了双曲柄式爬升机构。对双曲柄式爬升机构进行设计研究,建立了双曲柄式爬升机构的运动学模型,并在此基础上对其进行了爬楼过程中运动轨迹分析。仿真结果表明,该爬升机构结构设计合理,方案可行且运行平稳,能够满足设计要求。 展开更多

关键词 爬楼梯轮椅 双曲柄爬升机构 爬升越障 运动学分析

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矿用高压输电线路巡检机器人的设计 被引量：5

8

作者 蒋春鹏 《煤矿机械》 北大核心 2014年第6期15-17,共3页

针对矿用高压输电线路设计出了一种线路巡检机器人,提出了一种全新的电动式输电线路巡检机器人机械结构的整体设计方案,并给出了其中关键机构的设计,规划了具体的越障动作过程。矿用高压输电线路巡检机器人的设计对于电力系统长期稳定... 针对矿用高压输电线路设计出了一种线路巡检机器人,提出了一种全新的电动式输电线路巡检机器人机械结构的整体设计方案,并给出了其中关键机构的设计,规划了具体的越障动作过程。矿用高压输电线路巡检机器人的设计对于电力系统长期稳定的运行具有重要意义。 展开更多

关键词 高压输电线路 巡检机器人 机构设计 越障

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8×8轮式驱动军用轻型无人车多工况动力学仿真

9

作者 汪国栋 李林林 《指挥信息系统与技术》 2023年第6期90-95,共6页

为解决军用轻型无人车在不同路况下存在的通过性和稳定性问题,基于多体动力学仿真软件RecurDyn,建立了越野、越壕和越障等工况下的整车虚拟样机模型,并通过对整车进行动力学仿真分析,获得了不同车轮扭矩的时间历程曲线以及整车加速度与... 为解决军用轻型无人车在不同路况下存在的通过性和稳定性问题,基于多体动力学仿真软件RecurDyn,建立了越野、越壕和越障等工况下的整车虚拟样机模型,并通过对整车进行动力学仿真分析,获得了不同车轮扭矩的时间历程曲线以及整车加速度与角速度时间历程曲线,为轮毂电机参数设计提供依据,同时也为军用无人车辆机动性设计评估提供参考。 展开更多

关键词 无人车 虚拟样机 动力学 越壕 越障

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特殊悬架结构探测车通过性仿真分析 被引量：2

10

作者 庞罕 王超凡 +1 位作者 刘健 孙延迪 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第12期320-324,共5页

在滩浅海探测车悬架结构设计问题的研究中,传统悬架结构由于受到结构尺寸的限制相对于特殊悬架结构的探测车来说通过性能较差。为了检验一种主动自适应型特殊悬架结构滩浅海探测车的优良通过性能,采用数学仿真与理论分析结合的验证方法... 在滩浅海探测车悬架结构设计问题的研究中,传统悬架结构由于受到结构尺寸的限制相对于特殊悬架结构的探测车来说通过性能较差。为了检验一种主动自适应型特殊悬架结构滩浅海探测车的优良通过性能,采用数学仿真与理论分析结合的验证方法,首先建立了探测车在垂直越障时的数学模型,利用数值分析软件Matlab求解出越障高度和悬架尺寸之间的理论关系;理论分析了探测车在滩浅海软粘土壤环境的牵引通过性并在几种典型工况下对探测车的多重地面几何通过性进行了仿真分析。分析结果表明,采用主动自适应悬架结构的滩浅海探测车具有良好的越障性能、较强的地形适应性和稳定性。 展开更多

关键词 探测车 悬架结构 越障 通过性

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可自主跨越障碍物弹跳式采摘机器人设计——基于跨栏跑摆腿技术动作分析 被引量：2

11

作者 赵志伟 《农机化研究》 北大核心 2018年第10期86-90,共5页

跨栏是一项技术要求较高的运动项目,起跨角度和起跨距离等对跨栏的影响较大。随着采摘机器人的飞速发展,机器人的功能日新月异,但目前大部分机器人都存在翻越障碍等问题。为此,提出了一种基于跨栏动作技术的自主翻越障碍物采摘机器人,... 跨栏是一项技术要求较高的运动项目,起跨角度和起跨距离等对跨栏的影响较大。随着采摘机器人的飞速发展,机器人的功能日新月异,但目前大部分机器人都存在翻越障碍等问题。为此,提出了一种基于跨栏动作技术的自主翻越障碍物采摘机器人,该装置通过弹簧的起跳作用,使机器人前端部件向前跳跃到障碍物上,然后利用电机驱动力使机器人成功的翻越障碍物。为此,参考优秀运动员的跨栏技术指标,对可自主翻越障碍物采摘机器人的起跳核心部件、硬件控制核心部件和软件程序进行了设计,并在山地区域对采摘机器人的性能进行了测试。结果表明:相比传统的采摘机器人,所设计的机器人可以成功地在山地采摘区域实行障碍物的跨越,其翻越障碍物进行采摘的成功率较高,可以满足山区采摘作业的需求,为恶劣环境下采摘作业机器人的研究提供了技术参考。 展开更多

关键词 采摘机器人 跨栏动作 自主行走 翻越障碍 弹跳式

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基于机器视觉和独立悬挂系统的煤矿特种机器人设计

12

作者 赵建伟 班钰 王俊懿 《矿山机械》 2016年第12期75-78,共4页

由于煤矿井下煤尘存在爆炸性、煤层中溢出的瓦斯也具有威胁性,所以采煤工作环境十分恶劣和危险。为此利用Lab VIEW和IMAQ Vision构建了基于彩色图像二值化的机器视觉图像处理算法,提出了一种基于机器视觉和独立悬挂系统的煤矿特种机器... 由于煤矿井下煤尘存在爆炸性、煤层中溢出的瓦斯也具有威胁性,所以采煤工作环境十分恶劣和危险。为此利用Lab VIEW和IMAQ Vision构建了基于彩色图像二值化的机器视觉图像处理算法,提出了一种基于机器视觉和独立悬挂系统的煤矿特种机器人。该机器人四轮能够独立运动,同时兼备灵活的探测抓取和越障能力,应用于煤矿勘探以及利用视觉进行物体识别方面,并通过抓球和爬楼梯试验验证了该机构的可行性。 展开更多

关键词 煤矿特种机器人 机器视觉 独立悬挂系统 越障

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基于履带式底盘的改进型森林消防车通过性 被引量：27

13

作者 孙术发 任春龙 +3 位作者 李涛 陈建伟 马文良 储江伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第17期61-67,共7页

通过对林区复杂地形和现有消防设备的分析,在第一代消防车(LY1102XFSG30)结构上对底盘及上装进行了优化改造,由4个支重轮增加到5个支重轮,设计了一台大型履带式消防车(LF1352JP)。采用CREO软件对整车结构进行了三维设计与仿真,对消防车... 通过对林区复杂地形和现有消防设备的分析,在第一代消防车(LY1102XFSG30)结构上对底盘及上装进行了优化改造,由4个支重轮增加到5个支重轮,设计了一台大型履带式消防车(LF1352JP)。采用CREO软件对整车结构进行了三维设计与仿真,对消防车横向、纵向稳定性以及垂直越障和跨越壕沟进行了理论分析,分析表明,LF1352JP消防车满载时在斜坡上横向行驶所允许的最大斜坡角度为40.6°,空载时45.1°;纵向行驶时,满载时最大纵向上坡角度为52.0°,空载时60.9°,满载时最大下坡角度为47.2°,空载时45.8°;满载时越障高度为405 mm,空载时615 mm;满载时跨越壕沟宽度为1 248 mm,空载时983 mm。最后在试验场地进行了纵向爬坡、纵向下坡、跨越壕沟试验,试验验证了改造后整车牵引力和稳定性能方面都有了较大的提升,能够满足现阶段大型林区火灾作业的需求。 展开更多

关键词 机械化 设计 优化 履带式 消防车 稳定性 越障能力

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双曲柄滑块机构变形履带机器人越障机构设计和分析 被引量：8

14

作者 孙智勇 左方印 +1 位作者 朱洪俊 冷鸿彬 《机械传动》 CSCD 北大核心 2014年第6期91-95,共5页

提出了一种采用对称布置的双曲柄滑块机构改变履带外形的越障机器人。该机构能够通过曲柄的转动对履带的外形和张紧力进行主动控制,以使履带的形状更好的与障碍物相适应,从而提高机器人的越障能力。对该机器人的结构和原理进行了阐述,... 提出了一种采用对称布置的双曲柄滑块机构改变履带外形的越障机器人。该机构能够通过曲柄的转动对履带的外形和张紧力进行主动控制,以使履带的形状更好的与障碍物相适应,从而提高机器人的越障能力。对该机器人的结构和原理进行了阐述,并对其越障原理和越障能力进行了分析,为变形履带机器人的设计提供了新的思路。 展开更多

关键词 双曲柄滑块机构 越障能力 变形履带

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三节履带式机器人越障分析 被引量：5

15

作者 梁小波 蒋刚 +1 位作者 吕国刚 肖志锋 《机械传动》 CSCD 北大核心 2014年第1期125-128,137,共5页

设计了一种三节履带式结构机器人,通过轴套轴结构实现了机器人的主运动和摆臂运动的同步进行,有利于机器人功能的实现。为分析机器人的越障性能,选择了阶梯、斜坡、沟道等典型障碍分析了机器人的运动机理及其越障能力,重点研究了机器人... 设计了一种三节履带式结构机器人,通过轴套轴结构实现了机器人的主运动和摆臂运动的同步进行,有利于机器人功能的实现。为分析机器人的越障性能,选择了阶梯、斜坡、沟道等典型障碍分析了机器人的运动机理及其越障能力,重点研究了机器人翻越阶梯时的运动机理及其越障能力。以三节履带式探测搜救机器人样机为例,分析了机器人仰角、摆臂摆角与越障高度的关系,并用MATLAB仿真得到阶梯高度函数以及相应关系曲线,求出了最大越障高度的理论值,并与实测数据进行了对比。推导出了机器人的最佳越障性能及对应的质心和摆臂的位置,为机器人越障时的控制提供理论依据。 展开更多

关键词 三节履带 越障 MATLAB 越障能力

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链脚式电动爬楼载物车爬升传动系统设计与分析 被引量：5

16

作者 陈延伟 郭化超 +1 位作者 王占礼 满大强 《机械传动》 CSCD 北大核心 2014年第4期57-60,共4页

设计了一种链脚式电动爬楼载物车,通过固定在链条上的链条脚与楼梯接触的同时链条脚随链条做周期循环运动来实现爬升越障的功能。从使用要求及经济性因素考虑,爬升系统采用齿轮传动和链传动相结合的方式,使得整体结构设计紧凑、传动过... 设计了一种链脚式电动爬楼载物车,通过固定在链条上的链条脚与楼梯接触的同时链条脚随链条做周期循环运动来实现爬升越障的功能。从使用要求及经济性因素考虑,爬升系统采用齿轮传动和链传动相结合的方式,使得整体结构设计紧凑、传动过程平稳。对链传动参数确定及爬升链脚进行了设计计算,并对所设计的爬楼载物车实物进行了爬楼梯试验验证,结果表明整体结构合理,运行过程平稳,能够满足设计要求。 展开更多

关键词 爬楼载物车 链传动 爬升越障 设计

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一种轮腿式越障机器人的设计与分析 被引量：6

17

作者 杨帆 吴贺利 罗晨晖 《机械传动》 CSCD 北大核心 2017年第5期198-203,共6页

针对轮腿式越障机器人,设计了一种新型可变结构的车轮,使得机器人可以在轮腿之间切换。介绍了可变结构的车轮的工作原理,在Pro/E中建立了三维模型;对车轮的展开范围进行了理论分析。为了验证分析结果,在ADAMS中对车轮的展开过程进行运... 针对轮腿式越障机器人,设计了一种新型可变结构的车轮,使得机器人可以在轮腿之间切换。介绍了可变结构的车轮的工作原理,在Pro/E中建立了三维模型;对车轮的展开范围进行了理论分析。为了验证分析结果,在ADAMS中对车轮的展开过程进行运动仿真。仿真结果与理论分析结果相近,说明所设计的车轮结构具有可行性。最后分析了该车轮的越障性能,结果表明,当车轮展开后,理论越障高度是展开前的2.2倍,并且成功攀越了200 mm高的台阶,表明该车轮结构具有较高的越障能力,可以应用到轮腿式越障机器人中。 展开更多

关键词 轮腿式机器人 越障 变结构 运动仿真

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永磁轮式管外攀爬机器人结构设计与力学分析

18

作者 李浩男 侯宇 +1 位作者 蒋怡蔚 孙伟 《机械传动》 北大核心 2023年第10期48-54,共7页

在石油、化工等行业中,大型管道长期运输腐蚀性油气资源,需要进行定期检测。针对这一应用场景,提出了一种能够在管道外壁稳定行走且具有良好越障能力的永磁轮式机器人。该机器人采用六轮摇臂式移动机构配以永磁轮,搭载检测设备后可以代... 在石油、化工等行业中,大型管道长期运输腐蚀性油气资源,需要进行定期检测。针对这一应用场景,提出了一种能够在管道外壁稳定行走且具有良好越障能力的永磁轮式机器人。该机器人采用六轮摇臂式移动机构配以永磁轮,搭载检测设备后可以代替人工进行更加安全高效的检测。根据机器人在管道上稳定吸附的力平衡条件,计算出机器人所需的最小磁力,从而确定机器人运动所需的驱动力;通过Maxwell仿真建立永磁轮的磁力分析模型,设计并确定了永磁轮的尺寸;最后,基于Adams软件进行机器人的运动学仿真,验证了机器人的越障能力。 展开更多

关键词 永磁吸附 轮式机器人 力学分析 越障能力

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基于空间可视性的星球表面巡视路径分析 被引量：2

19

作者 苏庆华 李俊韬 +1 位作者 眭晓虹 袁春柱 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第3期17-22,共6页

针对巡视器在着陆区内巡视效率和安全巡视率低的问题,利用着陆器相机在悬停阶段获取的实时数字高程模型(DEM)地形数据,结合并依据巡视器的结构特点、越障能力、空间可视性、科学探测价值等,提出了一种对整个区域的巡视路径分析方法。仿... 针对巡视器在着陆区内巡视效率和安全巡视率低的问题,利用着陆器相机在悬停阶段获取的实时数字高程模型(DEM)地形数据,结合并依据巡视器的结构特点、越障能力、空间可视性、科学探测价值等,提出了一种对整个区域的巡视路径分析方法。仿真结果表明:在月球巡视器结构及越障能力已知的情况下,该分析方法能提供一种可靠、高效的初始巡视路径,可为星球表面巡视规划提供参考。 展开更多

关键词 空间可视性 越障能力 着陆区域DEM地形 初始巡视路径

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背包式侦察机器人移动底盘设计与控制研究 被引量：2

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作者 刘攀 曾超 《光学与光电技术》 2021年第3期82-88,共7页

现代战场中生存环境日益恶劣、威胁目标趋向隐蔽和使命任务繁复艰巨,为保护士兵生命、提高作战效能,侦察机器人成为军队向非接触、非对称、零伤亡方式转变的必要装备,进入战场的侦察、排爆等应用领域。从工程应用环境出发,研制基于四驱... 现代战场中生存环境日益恶劣、威胁目标趋向隐蔽和使命任务繁复艰巨,为保护士兵生命、提高作战效能,侦察机器人成为军队向非接触、非对称、零伤亡方式转变的必要装备,进入战场的侦察、排爆等应用领域。从工程应用环境出发,研制基于四驱动履带机构的背包式侦察机器人移动底盘,在建立运动模型基础上设计了系统反馈控制律,进行了机器人移动底盘的越障性能和轨迹跟踪测试。结果表明:该移动底盘能够越过200 cm台阶、35°斜坡面和350 cm壕沟,具有较强的越障稳定性能和准确的轨迹跟踪能力,满足背包式侦察机器人的指标要求,为后期机器人集成研制提供工程设计经验。 展开更多

关键词 侦察机器人 运动解算模型 越障稳定 轨迹跟踪 履带机构

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