清淤机器人在暗涵疏浚工程中的应用 被引量：12

1

作者 宋政昌 周成龙 +1 位作者 张述清 康智明 《西北水电》 2020年第S01期70-73,共4页

城市暗涵大多位于人口及建筑物密集区,传统人工清淤效率低、占地面积大、臭味四溢、泥水乱洒,不但给周边市容及人民生活带来严重影响,而且施工过程中存在一定安全隐患。为了解决上述难题,介绍一种箱涵清淤机器人及采用机器人进行暗涵疏... 城市暗涵大多位于人口及建筑物密集区,传统人工清淤效率低、占地面积大、臭味四溢、泥水乱洒,不但给周边市容及人民生活带来严重影响,而且施工过程中存在一定安全隐患。为了解决上述难题,介绍一种箱涵清淤机器人及采用机器人进行暗涵疏浚的施工工艺,并将其应用在深圳龙岗区暗涵清淤工程。实践表明,采用机器人清淤可以有效杜绝安全事故,提高作业效率,获得了良好的经济价值和社会价值。 展开更多

关键词 暗涵清淤 清淤机器人 暗涵疏浚 清淤效率

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管道清淤机器人驱动及控制系统的设计 被引量：9

2

作者 黄宝旺 张习加 +1 位作者 张净霞 李成群 《机床与液压》 北大核心 2016年第3期61-63,66,共4页

简述了一种新型排水管道清淤机器人的机构及工作原理,并提出了一种基于DSP的控制策略。利用DSP单片机中维特比数学运算单元(VCU)和控制率加速器(CLA),研究了由一片DSP单片机控制双无刷直流电机的控制方案和算法;设计了管道清淤机器人动... 简述了一种新型排水管道清淤机器人的机构及工作原理,并提出了一种基于DSP的控制策略。利用DSP单片机中维特比数学运算单元(VCU)和控制率加速器(CLA),研究了由一片DSP单片机控制双无刷直流电机的控制方案和算法;设计了管道清淤机器人动作控制中的继电器输出电路原理图;制定了基于Zig Bee协议的无线数据传输模块传输协议。结果表明:无线数据传输和淤泥斗动作执行稳定,双无刷直流电机调速控制效果良好。 展开更多

关键词 清淤机器人 驱动系统 动作控制系统 DSP控制器 无线通信

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基于TRIZ与可拓创新方法的机械产品概念设计方法研究 被引量：2

3

作者 熊宗慧 曹东升 +1 位作者 胡平平 何志琪 《机床与液压》 北大核心 2024年第3期86-92,共7页

提出一种机械产品概念设计的创新方法,对概念设计阶段进行细分,将发明问题解决理论(TRIZ)与可拓创新方法的优势相结合,建立了基于两者的概念设计过程模型。通过建立用户需求基元模型与共轭分析法,确定产品的需求与功能之间的关联性,构... 提出一种机械产品概念设计的创新方法,对概念设计阶段进行细分,将发明问题解决理论(TRIZ)与可拓创新方法的优势相结合,建立了基于两者的概念设计过程模型。通过建立用户需求基元模型与共轭分析法,确定产品的需求与功能之间的关联性,构建产品功能分解树,得到根源冲突;然后运用TRIZ工具集提取工程参数查询对应的原理解,通过可拓变换生成多种概念方案;最后利用优度评价法,实现对概念方案的量化评价与优选。以小型管道清淤机器人为例进行系统的创新设计,验证了该方法实用性和有效性。 展开更多

关键词 创新设计 TRIZ 可拓学 清淤机器人

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深层隧道排水系统的机械化清淤技术研究与应用

4

作者 黄清强 饶虹 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2024年第14期101-106,共6页

深层隧道排水系统在国内逐渐得到推广应用,但该系统深埋地下,导致清淤难度较大,国内外相关报道也较少。广州东濠涌深层隧道排水工程已运行1年有余,为实现机械化清淤目标,针对该系统高纵深的复杂环境,从国内外相关案例、清淤技术手段、... 深层隧道排水系统在国内逐渐得到推广应用,但该系统深埋地下,导致清淤难度较大,国内外相关报道也较少。广州东濠涌深层隧道排水工程已运行1年有余,为实现机械化清淤目标,针对该系统高纵深的复杂环境,从国内外相关案例、清淤技术手段、清淤重点难点等方面进行分析,研发了“清淤机器人+高扬程吸污车”的成套清淤技术。工程实践证明,该清淤技术具有施工简单、安全、高效、智能等优势,极具市场应用推广价值。 展开更多

关键词 深层隧道 排水系统 机械化清淤 清淤机器人 高扬程吸污车

原文传递

基于Recurdyn的清淤机器人水下爬行运动学仿真

5

作者 冯业宁 李体锦 +2 位作者 周围 徐斌 吴明晖 《上海工程技术大学学报》 CAS 2024年第2期171-178,共8页

针对沉淀池内工业淤泥难以清理的问题,设计一款能够适应复杂环境的履带式水下清淤机器人。机器人采用履带式移动机构,以适应松软泥层。对清淤机器人平地行驶、上下斜坡的稳定性进行分析,得到其稳定运行的浮心可行域。基于RecurDyn仿真... 针对沉淀池内工业淤泥难以清理的问题,设计一款能够适应复杂环境的履带式水下清淤机器人。机器人采用履带式移动机构,以适应松软泥层。对清淤机器人平地行驶、上下斜坡的稳定性进行分析,得到其稳定运行的浮心可行域。基于RecurDyn仿真软件搭建动力学模型,分析机器人在水底运行时不同类型的地形环境及工况。结果表明,浮心设置在浮心域内机器人的稳定性更高;清淤机器人的质心高度能够始终保持稳定,满足设计要求;清淤机器人能够稳定通过15°坡面和100 mm障碍,证明清淤机器人的设计能够适应水下复杂环境。 展开更多

关键词 履带式 清淤机器人 运动学 RecurDyn仿真软件

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污水管道清淤机器人行走路径自动感知方法研究

6

作者 李新 徐军 《通化师范学院学报》 2024年第8期1-8,共8页

该文旨在开发一种用于污水管道清淤机器人行走路径自动感知的方法,以便全面掌握管道清淤机器人的当前作业位置.该方法依据管道清淤机器人的结构和工作原理,利用二维测距激光雷达发射激光脉冲测量当前清淤机器人坐标位置信息.通过将坐标... 该文旨在开发一种用于污水管道清淤机器人行走路径自动感知的方法,以便全面掌握管道清淤机器人的当前作业位置.该方法依据管道清淤机器人的结构和工作原理,利用二维测距激光雷达发射激光脉冲测量当前清淤机器人坐标位置信息.通过将坐标信息进行转换和映射处理,获取清淤机器人作业3D地形位置信息.运用四次曲线计算该3D地形位置信息中的曲率数值,根据不断变化的曲率数值生成清淤机器人行走路径.实验结果表明:该方法坐标转换百分比不受污水管道淤堵覆盖程度影响,坐标转换百分比始终高于95%;感知清淤机器人路径消耗时间少,实时性好;感知清淤机器人转弯角度差值仅为1°,路径感知精度高. 展开更多

关键词 污水管道 清淤机器人 行走路径 自动感知 地形重建 路径生成

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水下管道清淤疏浚机器人研究综述 被引量：5

7

作者 郭昆鹏 赵银江 +1 位作者 汤家源 尹新彦 《科技创新与应用》 2021年第16期21-23,共3页

随着城市化进程的发展加快,城市居民人口,工业园区数量快速增加,城市排水系统压力逐渐增大,由于大多数排水管道长时间淤泥沉积造成管道堵塞,形成雨季内涝,城市看海现象,严重地影响了城乡居民的日常生活以及城市的发展建设。文章介绍了... 随着城市化进程的发展加快,城市居民人口,工业园区数量快速增加,城市排水系统压力逐渐增大,由于大多数排水管道长时间淤泥沉积造成管道堵塞,形成雨季内涝,城市看海现象,严重地影响了城乡居民的日常生活以及城市的发展建设。文章介绍了国内的城市管道清淤疏浚机器人的研究现状,通过对机器人的机械结构、行走方式、控制方式等进行归类,总结了各种管道清淤机器人的特点,并对各种机器人的性能进行了分析对比,指出了各类管道清淤疏浚机器人目前存在的问题,并对水下管道清淤疏浚机器人的发展进行了展望。 展开更多

关键词 清淤疏浚机器人 管道 城市 研究

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牵引式管道清淤机器人无线通讯系统设计 被引量：4

8

作者 黄宝旺 张习加 +1 位作者 张净霞 李成群 《机床与液压》 北大核心 2016年第17期29-32,78,共5页

简述了一种新型排水管道清淤机器人无线通信系统的结构,提出了一种基于ZigBee技术的无线通信策略。针对排水管道管壁对信号的屏蔽效果,通信系统采用星型网络拓扑结构,在井口设置一个路由器节点,转发地面控制器与清淤机器人的指令数据,... 简述了一种新型排水管道清淤机器人无线通信系统的结构,提出了一种基于ZigBee技术的无线通信策略。针对排水管道管壁对信号的屏蔽效果,通信系统采用星型网络拓扑结构,在井口设置一个路由器节点,转发地面控制器与清淤机器人的指令数据,确保信号稳定传输。设计了地面控制台的电路原理图;制定了系统控制指令传输协议。实验测试结果表明,系统数据传输稳定,满足工作环境的需求。 展开更多

关键词 清淤机器人 无线通信 ZIGBEE技术 通信协议 SPI串行通信

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基于S-BFPS模型的管道清淤机器人设计研究

9

作者 闫杰 宁芳 《工业设计》 2023年第11期140-143,共4页

为了降低管道清淤工人的劳动强度、保障工人的人身安全,设计一款可以代替人工进入管道的智能清淤机器人。通过对FBS模型进行扩展变形,加入情境“S”,并将行为域拓展为使用行为“B”和功能原理“P”。对用户和清淤机器人所处的情境进行划... 为了降低管道清淤工人的劳动强度、保障工人的人身安全,设计一款可以代替人工进入管道的智能清淤机器人。通过对FBS模型进行扩展变形,加入情境“S”,并将行为域拓展为使用行为“B”和功能原理“P”。对用户和清淤机器人所处的情境进行划分,然后通过不同情境对清淤机器人的各种功能进行定义,最后输出设计研究实践成果。应用S-BFPS模型对管道清淤机器人进行情境分类构建,将情境需求提炼转化为设计需求,并且进一步解读行为域,提出了可实现行为的原理,为处于复杂情境的产品设计提供参考示例。 展开更多

关键词 情境分类 清淤机器人 S-BFPS 功能映射 行为域

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基于AMEsim/MATLAB的清淤机器人液压系统的仿真分析及应用 被引量：3

10

作者 王峰 邬昭平 李游 《装备制造技术》 2019年第8期203-207,共5页

通过SolidWorks建立清淤机器人三维模型,并分别用AMEsim、MATLAB建立液压系统模型仿真并分析,结果表明,在不同工况下流量特性曲线和系统可靠性模拟曲线与机器人实际工作曲线相似,证明设计的液压系统能够满足实际使用要求。

关键词 清淤机器人 液压 AMESIM MATLAB 仿真

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矿井水多级沉降及清淤机器人研究及应用 被引量：3

11

作者 庄付永 《煤矿机械》 2021年第6期151-153,共3页

矿井目前人工配合泥浆泵清理固定水仓效率低,人工清理水仓过程中容易造成淤泥滑坡事故。利用废旧巷道设计了一套二级沉淀装置,经过沉淀池过滤后,矿井水进入过渡仓,在过渡仓内将煤泥进行再一次分离,可减少水仓清理工作。根据现有清淤机... 矿井目前人工配合泥浆泵清理固定水仓效率低,人工清理水仓过程中容易造成淤泥滑坡事故。利用废旧巷道设计了一套二级沉淀装置,经过沉淀池过滤后,矿井水进入过渡仓,在过渡仓内将煤泥进行再一次分离,可减少水仓清理工作。根据现有清淤机器人的设计经验,设计了一套井下智能清仓机器人,可以实现操作人员在仓外进行清理工作,降低清淤难度和劳动强度。 展开更多

关键词 水仓 多级沉降 过渡仓 清淤机器人 煤泥分离

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管道机器人行走装置运动性能稳定性研究 被引量：3

12

作者 罗继曼 郭松涛 +1 位作者 印辉 刘泽明 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1128-1136,共9页

目的为疏通城市排污管道,对清淤机器人行走装置的变径弹簧系统进行研究,保证其清淤作业和运行的稳定性.方法对清淤机器人进行力学建模与仿真,建立行走机构在不同姿态下的静力学数学模型,运用MATLAB仿真软件研究弹簧刚度的可行区域;基于A... 目的为疏通城市排污管道,对清淤机器人行走装置的变径弹簧系统进行研究,保证其清淤作业和运行的稳定性.方法对清淤机器人进行力学建模与仿真,建立行走机构在不同姿态下的静力学数学模型,运用MATLAB仿真软件研究弹簧刚度的可行区域;基于ADAMS软件研究动力学稳定性问题,并搭建稳定性实验平台进行验证.结果通过运动仿真获得了弹簧刚度系数的可行区域;通过动力学分析,获得了行走机构的径向摩擦力和轴向摩擦力大小;通过实验验证了弹簧刚度可行区域和仿真结果的正确性.结论在满足选取弹簧刚度系数可行区域情况下,径向摩擦力产生的总力矩大于电机的驱动力矩,不会产生侧滑现象;轴向摩擦力大于行走机构所能承受的最大负载,可以实现管道机器人的行走清淤作业要求,动态性能稳定. 展开更多

关键词 管道清淤机器人 动力特性 稳定性 仿真分析

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基于模糊控制的排水管道自主清淤机器人 被引量：2

13

作者 王丰 张光浩 《机床与液压》 北大核心 2014年第9期41-43,共3页

为了替代人工完成地下排水管道清淤工作,提出一种可以在电动机的驱动下沿着排水管道自主行走,同时对伸入管内的树枝或油污沉积形成的钙化物进行自动清理的新型机器人。利用光电编码器、倾角传感器和超声波传感器实时检测机器人工作状态... 为了替代人工完成地下排水管道清淤工作,提出一种可以在电动机的驱动下沿着排水管道自主行走,同时对伸入管内的树枝或油污沉积形成的钙化物进行自动清理的新型机器人。利用光电编码器、倾角传感器和超声波传感器实时检测机器人工作状态和作业环境的变化,并通过引入模糊控制算法,实现驱动步进电动机过载调整、机器人姿态调节以及基于载荷变化的速度调节,从而极大地提升了机器人的自主作业能力,为获得更好的清淤效果奠定了理论基础。 展开更多

关键词 清淤机器人 排水管道 自主作业 分层模糊控制

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基于模糊PI的管道清淤机器人控制系统研究 被引量：1

14

作者 罗继曼 戴璐璐 +2 位作者 印辉 刘泽明 刘士恒 《机械与电子》 2020年第4期51-56,62,共7页

为了精确控制一款新型管道清淤机器人的运动状态,保证该机器人能在管道的恶劣环境中稳定工作,设计了整机的运动控制系统并对轮式行走单元的驱动系统进行模糊PI算法研究;然后在3组行走单元的控制系统之间设计了速度补偿器,使它们具有耦... 为了精确控制一款新型管道清淤机器人的运动状态,保证该机器人能在管道的恶劣环境中稳定工作,设计了整机的运动控制系统并对轮式行走单元的驱动系统进行模糊PI算法研究;然后在3组行走单元的控制系统之间设计了速度补偿器,使它们具有耦合关系,以保证3组行走单元的同步性。利用Simulink对以上控制方法进行了模拟仿真和实验。实验结果表明,基于模糊PI算法的控制系统可实现对机器人运行状态的精确控制,令该系统具有良好的可控性和抗干扰性;通过速度补偿器建立3组行走单元之间的耦合关系,实现了它们的同步协调运转,并增强了该机器人的运动平稳性,能够满足清淤机器人的设计要求。 展开更多

关键词 清淤机器人 模糊PI 同步控制 速度补偿器

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一种新型管道清淤机器人的设计 被引量：1

15

作者 孙林峰 沈兴全 +1 位作者 樊文欣 程志刚 《矿山机械》 北大核心 2009年第19期57-59,共3页

针对某矿场管道清淤工作的实际情况,提出了一种能够实现能源自给、可调速、清洗效果良好的新型无缆管道清淤机器人的设计思想,并对各部分的工作原理进行了阐述。

关键词 清淤机器人 管道 无缆化 调速

原文传递

管道机器人清淤装置设计与动力特性研究 被引量：7

16

作者 罗继曼 刘思远 +1 位作者 戴璐璐 郭松涛 《机械与电子》 2018年第8期75-80,共6页

为疏通城市排污管道,设计一种新型管道清淤机器人,为证明其清淤作业的稳定性和可行性,对清淤装置进行了动力学特性研究。建立该管道机器人三维模型,对其清淤装置进行原理分析;对清淤盘模型进行运动学建模与仿真,并将MATLAB运动仿真曲线... 为疏通城市排污管道,设计一种新型管道清淤机器人,为证明其清淤作业的稳定性和可行性,对清淤装置进行了动力学特性研究。建立该管道机器人三维模型,对其清淤装置进行原理分析;对清淤盘模型进行运动学建模与仿真,并将MATLAB运动仿真曲线与ADAMS运动仿真曲线进行拟合,验证运动方程的正确性;建立清淤盘动力学数学模型,并基于ADAMS软件进行仿真,研究动力学正、逆问题,得到扇形盘的运动曲线和受力曲线。结果表明,运动方式和运动规律满足清淤方式为刮削—搅拌—过滤—推进—四位一体的清淤作业要求,动态性能稳定。 展开更多

关键词 管道清淤机器人 清淤盘 动力特性 ADAMS 仿真分析

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基于机电联合仿真的清淤机器人调速控制研究

17

作者 罗继曼 印辉 +2 位作者 刘择明 刘士恒 丛丽娜 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第5期63-71,共9页

传统控制系统研究都是基于阶跃响应的控制曲线进行分析。针对这种情况,提出一个更加有效、直观的对比分析方法来分析不同控制算法(普通PID和模糊PID)的控制效果。采用机电联合仿真方法,建立虚拟平台使得SolidWorks中的机械模型在运动时,... 传统控制系统研究都是基于阶跃响应的控制曲线进行分析。针对这种情况,提出一个更加有效、直观的对比分析方法来分析不同控制算法(普通PID和模糊PID)的控制效果。采用机电联合仿真方法,建立虚拟平台使得SolidWorks中的机械模型在运动时,LabVIEW的控制平台可实时监测控制系统的控制效果。结果表明通过LabVIEW和SolidWorks的联合仿真,既能实现控制算法对三维模型精准的运动控制,又实现了不同算法的运动效果对比。三维模型的运动曲线很直观地表明,模糊PID控制系统具有更少的控制响应时间和更好的运动速度稳定性。 展开更多

关键词 管道清淤机器人 清淤装置 调速控制 机电联合仿真 模糊控制 三维模型运动控制

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矿用淤泥自适应水仓清淤机器人研究与应用

18

作者 杨伟 马惠民 +2 位作者 宋朝英 杨万海 金鑫 《中国煤炭》 北大核心 2024年第3期91-96,共6页

为了解决现有煤矿井下水仓人工清仓周期长、效率低、劳动强度大等问题,结合井下水仓实际工况,研发了一种矿用淤泥自适应水仓清淤机器人,介绍了该水仓清淤机器人的结构组成、进料集料系统、泵送系统、车架平台、电气系统的设计,详细阐述... 为了解决现有煤矿井下水仓人工清仓周期长、效率低、劳动强度大等问题,结合井下水仓实际工况,研发了一种矿用淤泥自适应水仓清淤机器人,介绍了该水仓清淤机器人的结构组成、进料集料系统、泵送系统、车架平台、电气系统的设计,详细阐述了自主越障自适应控制方法。通过搭建基于AMEsim的越障阀组液压系统仿真模型,得出油缸伸出速度及油缸无杆腔流量误差分别为0.16%、1.26%,液压系统控制平稳、精度良好,负载敏感控制在额定压力下,执行元件速度不受负载变化的影响,能够实现自适应浮动越障。通过在枣泉煤矿14采区880水仓和980水仓的实际应用表明,该水仓清淤机器人清淤效果良好,实现了水仓清淤作业任务的半自动化,进一步降低了清仓工人的作业强度。 展开更多

关键词 水仓清淤机器人 自主越障 自适应 敏感控制

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状态受限下的水下履带式清淤机器人轨迹跟踪控制 被引量：1

19

作者 张强 郭高阳 +1 位作者 胡宴才 张燕 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期57-65,共9页

[目的]针对桥梁建设中运用履带式清淤机器人进行沉井清淤时易出现附着力不足而打滑的工程问题,设计基于障碍Lyapunov函数(BLF)的轨迹跟踪控制器。[方法]考虑到轨迹跟踪控制器算法质心与几何中心不重合的情况、外界未知有界扰动的影响和... [目的]针对桥梁建设中运用履带式清淤机器人进行沉井清淤时易出现附着力不足而打滑的工程问题,设计基于障碍Lyapunov函数(BLF)的轨迹跟踪控制器。[方法]考虑到轨迹跟踪控制器算法质心与几何中心不重合的情况、外界未知有界扰动的影响和系统动态不确定性,建立运动学及动力学运动模型。利用终端滑模观测器(TSMO)在有限时间内逼近外界扰动和系统动态不确定性。通过时变对称有限时间BLF稳定性分析,验证控制系统的稳定性,同时限制系统速度状态以防止控制失效。[结果]仿真结果表明,履带式清淤机器人在所设计的控制器控制下能够平滑且快速地到达期望的轨迹。[结论]研究结果证明了所用方法可以将机器人系统的速度状态限制在符合工程实际的区间内。 展开更多

关键词 履带式清淤机器人 轨迹跟踪 终端滑模 有界扰动 障碍Lyapunov函数

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管道清淤机器人协调运动控制系统的设计 被引量：5

20

作者 罗继曼 戴璐璐 +1 位作者 印辉 刘择明 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期556-562,共7页

目的为增强管道清淤机器人运动的协调性和可控性,设计管道清淤机器人的协调运动控制系统,并针对多电机协同运动控制提出一种基于偏差耦合协调控制策略,实现轮式行走机构驱动电机的自适应控制。方法通过分析管道清淤机器人运动状态,自动... 目的为增强管道清淤机器人运动的协调性和可控性,设计管道清淤机器人的协调运动控制系统,并针对多电机协同运动控制提出一种基于偏差耦合协调控制策略,实现轮式行走机构驱动电机的自适应控制。方法通过分析管道清淤机器人运动状态,自动修正机器人的运动姿态,进而完成机器人两个动力装置之间的协调运动控制;根据确定的控制算法和控制系统结构,利用Simulink进行系统仿真分析。结果行走单元的三组电机同步性好,在其中一个电机受到扰动时,由于三组电机的耦合关系,另外两组可以很快跟随其变化,达到同步稳定运行状态;经过实验验证:该管道清淤机器人运行状态良好,具有良好的运动协调性。结论笔者设计的协调运动控制系统可以达到机器人的控制要求。 展开更多

关键词 多电机同步 管道清淤机器人 协调运动控制 运动协调性

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