一种履带式机器人设计及其越障分析 被引量：26

1

作者 朴春日 颜国正 +2 位作者 王志武 刘华 姜萍萍 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2013年第3期24-27,共4页

针对核工业管道内壁情况的检测,设计了一种六履带四摆臂式移动机器人。该机器人具有越障、跨沟、无线遥控和图像采集等功能。详细介绍了履带式机器人机械结构和控制系统的设计过程,并对制作的机器人进行了越障性能分析和相关实验验证。

关键词 履带式机器人 控制系统 越障

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三角履带爬壁机器人越障动力学建模与仿真 被引量：11

2

作者 王瑞 高荣慧 翟华 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第S1期205-208,共4页

针对一些工作场合对爬壁机器人有较高的越障性能要求,设计了一种包含4个三角形履带轮组构成的磁吸附爬壁机器人。首先设计了三角履带爬壁机器人的整体结构,研究了越障过程中机器人结构变化,以及爬行越障和翻转越障通过原理。建立了翻转... 针对一些工作场合对爬壁机器人有较高的越障性能要求,设计了一种包含4个三角形履带轮组构成的磁吸附爬壁机器人。首先设计了三角履带爬壁机器人的整体结构,研究了越障过程中机器人结构变化,以及爬行越障和翻转越障通过原理。建立了翻转越障过程动力学模型,该模型体现了机器人机构尺寸等因素对电机输出力矩的影响。根据此模型,能确定机器人越障过程所需最小驱动力矩。利用ADAMS软件进行仿真验证,仿真结果证明了动力学模型的正确性,表明了机器人结构简单,具有较强的越障能力。 展开更多

关键词 三角形履带 磁吸附 爬壁机器人 越障 虚拟仿真

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全驱动轮腿式机器人越障动力学建模与仿真分析 被引量：10

3

作者 刘静 张明 陈浩 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第10期13-17,共5页

针对非结构化环境,设计了一种全驱动轮腿式移动平台。首先设计了移动平台的整体结构,并优化了越障杆的数量。通过分析机器人跨越垂直障碍的过程,进而建立越障过程的动力学模型,该模型体现了运动状态以及重心分布对电机输出力矩的影响;... 针对非结构化环境,设计了一种全驱动轮腿式移动平台。首先设计了移动平台的整体结构,并优化了越障杆的数量。通过分析机器人跨越垂直障碍的过程,进而建立越障过程的动力学模型,该模型体现了运动状态以及重心分布对电机输出力矩的影响;利用该动力学模型分析附着系数、移动平台重心、移动平台速度、障碍物高度等因素对电机最大输出力矩的影响。最后计算该机器人的最大越障高度,并用ADAMS仿真验证,为提高机器人适应非结构化环境提供理论依据。 展开更多

关键词 机器人 越障 动力学 ADAMS

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隧道救援用履带式机器人设计及越障性能分析 被引量：5

4

作者 陈亮 石胜 +1 位作者 赵仁佳 陶卫军 《医疗卫生装备》 CAS 2021年第12期17-22,共6页

目的:针对隧道多发事故而人工救援能力有限的情况,设计一种地面适应能力强的隧道救援用履带式机器人。方法:该机器人采用双摆臂履带式行走结构,底盘传动系统主要由履带、驱动轮、从动轮和张紧轮构成,摆臂系统由摆动轮、摆杆与摆臂履带... 目的:针对隧道多发事故而人工救援能力有限的情况,设计一种地面适应能力强的隧道救援用履带式机器人。方法:该机器人采用双摆臂履带式行走结构,底盘传动系统主要由履带、驱动轮、从动轮和张紧轮构成,摆臂系统由摆动轮、摆杆与摆臂履带构成。其控制系统采用高性能工控机作为主控制器,软件采用机器人操作系统(robot operating system,ROS)设计。采用经典力学理论对机器人越障过程进行动力学分析与建模,并采用机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical system,ADAMS)软件进行机器人越障动力学仿真。对机器人进行越障实验,对所建立的动力学模型与电动机性能进行验证。结果:仿真结果表明,该机器人可以稳定爬上300 mm的障碍物。越障实验表明,该机器人能爬越250 mm高的台阶障碍物,每次完成时间在10~15 s,可满足设计要求。结论:该机器人的整体机构和控制系统具有合理性与有效性,能够满足在复杂隧道环境中稳定工作的要求。 展开更多

关键词 隧道救援 履带式机器人 救援机器人 双摆臂 越障

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具有被动摆臂的八轮机器人结构设计与仿真分析 被引量：4

5

作者 杨武林 张静 张俊俊 《机械传动》 北大核心 2020年第3期72-76,83,共6页

为了提高轮式移动机器人的地形适应性、越障性和操控性,设计了一种具有被动摆臂的八轮机器人。采用铰接式摇臂能被动适应地形变化而相对转动,并在铰接点引入柔性关节以产生阻力矩,提高机器人的稳定性。分析了机器人在垂直台阶的越障机理... 为了提高轮式移动机器人的地形适应性、越障性和操控性,设计了一种具有被动摆臂的八轮机器人。采用铰接式摇臂能被动适应地形变化而相对转动,并在铰接点引入柔性关节以产生阻力矩,提高机器人的稳定性。分析了机器人在垂直台阶的越障机理,利用RecurDyn软件进行越障性能仿真,分析得出机器人越障的关键阶段。仿真结果表明,机器人可以攀越大于车轮直径的垂直台阶;并通过有、无柔性关节的仿真对比,验证了柔性关节的可行性,得出最优设计参数,为物理样机的研制提供理论依据。 展开更多

关键词 八轮机器人 越障 结构设计 仿真分析

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基于ADAMS的救援机器人越障过程分析及仿真 被引量：8

6

作者 陈志华 钱瑞明 《机械制造与自动化》 2010年第1期157-158,164,共3页

基于复杂环境下对救援机器人运动性能的研究需要,提出了一种具有越障功能的六履带式机器人,阐述了其机构设计及其实现,为检验设计方案的有效性,对机器人攀越台阶的过程进行分析,并运用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障的实际... 基于复杂环境下对救援机器人运动性能的研究需要,提出了一种具有越障功能的六履带式机器人,阐述了其机构设计及其实现,为检验设计方案的有效性,对机器人攀越台阶的过程进行分析,并运用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障的实际过程,验证其越障性能。 展开更多

关键词 救援机器人 越障过程 虚拟传感器 仿真

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腿履复合机器人自主越障分析与动作规划 被引量：7

7

作者 王伟东 孔民秀 +1 位作者 杜志江 孙立宁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期30-33,共4页

本文提出基于质心坐标公式和机器人运动学的质心运动学模型,通过此模型可获取机器人在越障过程中质心变化情况,从而分析机器人越障性能,自主规划机器人越障动作.并且建立稳定裕度角及俯仰角度与障碍高度关系的求解方法,在此基础上,进行... 本文提出基于质心坐标公式和机器人运动学的质心运动学模型,通过此模型可获取机器人在越障过程中质心变化情况,从而分析机器人越障性能,自主规划机器人越障动作.并且建立稳定裕度角及俯仰角度与障碍高度关系的求解方法,在此基础上,进行基于最大稳定裕度的越障动作规划.最后通过实验验证了基于质心运动学模型和稳定裕度的自主越障性能分析及动作规划的正确性. 展开更多

关键词 履带移动机器人 自主越障动作规划 质心运动学模型

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轮足式磁吸附越障爬壁机器人设计与分析

8

作者 张小俊 吴亚淇 +1 位作者 刘昊学 钟道方 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期248-261,共14页

针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,... 针对现有爬壁机器人负载能力弱、复杂障碍地形下适应能力差以及运动柔顺性不足等特点,提出了一种基于轮足复合式运动与非接触变间隙永磁吸附的柔顺越障爬壁机器人。在分析石化储罐、船舶等非结构化设备作业环境特点和功能需求的基础上,融合构型主被动理念,设计了机器人移动本体并对主被动越障步态进行了规划;对机器人在不同工况下的稳定性进行分析,建立了机器人安全吸附的数学模型;建立了机器人直行与转向下的动力学模型,分析了机器人的转向灵活性;结合机器人金属立面智能控制需求,对机器人的智能控制系统进行了设计。通过样机平台实验表明,机器人能够实现灵活的主被动越障,具有自适应柔顺运动以及大负载的能力。 展开更多

关键词 爬壁机器人 越障步态规划 稳定性分析 转向灵活性 智能控制系统

原文传递

一种可变径轮腿式越障机器人的设计与研究 被引量：1

9

作者 丁冬冬 张守京 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第6期850-856,共7页

针对地面移动机器人在非结构化地形中越障存在的局限性,提出一种基于平面齿轮连杆杆组的可变径轮腿式越障机器人的设计方案。首先对越障机器人的变径机构在轮式和轮腿式两种模式之间的变换原理进行了介绍。当遇到障碍物时,变径机构可依... 针对地面移动机器人在非结构化地形中越障存在的局限性,提出一种基于平面齿轮连杆杆组的可变径轮腿式越障机器人的设计方案。首先对越障机器人的变径机构在轮式和轮腿式两种模式之间的变换原理进行了介绍。当遇到障碍物时,变径机构可依据障碍物的高度来变换模式从而进行越障运动。在此基础上通过计算其变形比以及运动学分析仿真,验证了该变径机构设计的合理性、较强的越障能力和模式变换时的可靠性和稳定性。其次通过构建力学模型来分析两种模式下机器人的越障能力,得出其在不同模式下的极限越障高度。最后,基于ADAMS软件对机器人在单台阶、连续台阶以及复杂路面时的越障能力进行运动仿真。结果表明该越障机器人在面对不同工况时都具有较好的越障能力,验证了设计方案的可行性。 展开更多

关键词 变径机构 轮腿式 越障机器人 ADAMS

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两栖仿生机器人登陆自适应越障机构优化设计 被引量：1

10

作者 殷谦 王何 +2 位作者 宋震 尚建忠 罗自荣 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期208-214,共7页

两栖仿生机器人是一种能够同时在水下和陆地工作的无人平台,在抢险救灾、环境勘探与资源开发等领域具有广泛应用。本文提出了一种具有自适应登陆越障能力的轮鳍复合式两栖机器人,对其越障过程进行了运动学与力学分析,以其在临界越障时... 两栖仿生机器人是一种能够同时在水下和陆地工作的无人平台,在抢险救灾、环境勘探与资源开发等领域具有广泛应用。本文提出了一种具有自适应登陆越障能力的轮鳍复合式两栖机器人,对其越障过程进行了运动学与力学分析,以其在临界越障时刻转矩为目标函数,应用遗传算法优化设计了结构与运行参数,同时与其他两栖机器人越障能力进行对比。结果表明,优化后越障所需转矩相比优化前降低了718.4 N·mm,轮鳍复合式机器人能够攀越相比自身尺寸更高的垂直障碍。模拟仿真了所设计机器人的越障过程,获得了其在平地行走、越障以及上坡推进过程中的速度、位移与力矩的变化规律,并通过实验进行了验证。 展开更多

关键词 两栖机器人 自适应 越障机器人 优化设计

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具有手臂的移动机器人越障性能分析 被引量：2

11

作者 王伟东 孙立宁 杜志江 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期494-498,共5页

移动手臂的运动对机器人越障性能和稳定性有一定影响.建立质心运动学模型,得到了机器人在越障过程中的质心变化规律,建立越障关键姿态动力学模型,分析了移动手臂动态运动对跨越障碍的影响.通过实验,验证了模型和分析结果的正确性.

关键词 移动机械手 运动学分析 动力学模型 越障性能

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新型主-被动悬架式星球车垂直越障性能分析

12

作者 户三峰 陶建国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1127-1138,共12页

针对现有星球车移动系统因摩擦系数需求较大而制约其越障能力的问题,提出一种摩擦系数需求较小、越障能力强大的新型主-被动悬架式六轮移动系统构型。该移动系统采用双差动连杆悬架机构连接前后两节的三对车轮,具有被动、半主动和主动... 针对现有星球车移动系统因摩擦系数需求较大而制约其越障能力的问题,提出一种摩擦系数需求较小、越障能力强大的新型主-被动悬架式六轮移动系统构型。该移动系统采用双差动连杆悬架机构连接前后两节的三对车轮,具有被动、半主动和主动三种行驶运动模式。建立星球车的运动学和准静力学模型,对三种模式的垂直越障性能进行了分析,获得了实现越障车轮所需的摩擦系数,并以此作为评价指标,对所设计的星球车移动系统和其它典型星球车移动系统的越障性能进行了对比讨论。建立了所设计的星球车移动系统的虚拟样机模型,校验了其半主动和主动模式的垂直越障性能。计算与仿真结果表明,所设计的新型主-被动悬架式星球车半主动模式的垂直越障能力与摇臂-转向架式悬架星球车相当,主动模式的垂直越障能力相较于摇臂-转向架式悬架星球车有显著提升。 展开更多

关键词 星球车 主-被动悬架 准静力学分析 垂直越障

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基于ADAMS的双曲柄滑块机构变形履带机器人越障过程分析与仿真 被引量：1

13

作者 孙智勇 朱洪俊 冷鸿彬 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第12期1819-1824,共6页

针对复杂环境下移动机器人越障性能的要求,提出一种采用双曲柄滑块机构改变履带外形的越障机器人。利用被动自适应装置,对履带变形过程的张紧力进行主动控制。介绍了该机器人的整体结构,阐述了其越障机构的设计和实现过程,分析验证了履... 针对复杂环境下移动机器人越障性能的要求,提出一种采用双曲柄滑块机构改变履带外形的越障机器人。利用被动自适应装置,对履带变形过程的张紧力进行主动控制。介绍了该机器人的整体结构,阐述了其越障机构的设计和实现过程,分析验证了履带变形前后长度保持不变。为检验设计方案的有效性,对机器人爬坡、攀爬台阶和转向过程进行了分析,并利用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障、转向的实际过程,验证了其越障、转向性能。 展开更多

关键词 双曲柄滑块机构 越障能力 变形履带 运动仿真

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基于半转机构月球车硬地面越障性能分析

14

作者 王美玲 汪永明 余晓流 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第2期309-312,316,共5页

针对半转机构月球车的结构特点,对月球车在任意路面的越障能力进行了分析。由于任意路面越障模型相对复杂,可以建立的独立平衡方程数目少于未知变量数,为此提出了一种新的越障能力评价指标,指出摩擦力解空间的可行域面积越大,轮腿越障... 针对半转机构月球车的结构特点,对月球车在任意路面的越障能力进行了分析。由于任意路面越障模型相对复杂,可以建立的独立平衡方程数目少于未知变量数,为此提出了一种新的越障能力评价指标,指出摩擦力解空间的可行域面积越大,轮腿越障能力越强;当轮腿所受摩擦力可行域不存在时,机构将不具有初始条件下的越障能力。建立了在约束条件下月球车在具有坡度地面和一定越障高度的越障力学模型,并通过寻找轮腿所受摩擦力解空间可行域的方法,对单轮腿在具有坡度地面上单独前进越障性能进行了仿真研究。仿真结果表明:在越障高度及与地面接触角相同的情况下,后轮腿的越障能力比前轮腿强。 展开更多

关键词 月球车 半转机构 越障能力 仿真

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6×6轮式车辆越障性能研究

15

作者 王磊 王慧晶 高强 《小型内燃机与车辆技术》 2020年第1期29-32,共4页

对6×6有悬架和无悬架轮式车辆越障性能进行研究,建立越障分析计算模型并求解。对比某车型有悬架和无悬架车辆的越障结果,证明有悬架车辆越障能力高于无悬架车辆。

关键词 越障性能 有悬架 无悬架

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轮式腿型机器人的越障分析与仿真 被引量：29

16

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

17

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

18

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

19

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

20

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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