可变径管道机器人结构及控制系统设计

分析管道运输在当今社会生活中的重要性,提出了一种轮式可变径管道机器人机械结构和控制系统总体方案,能够适应机器人对120～220 mm管径变化的需求.设计了管道机器人驱动装置和自适应调节机构,同时设计了管道机器人的控制系统.该控制系统上采用了上、下位机控制方式,下位机以Arduino单片机为中央控制器,上位机使用LabV...     

一种能源自给式自来水管管道清理机器人机构设计

提出一种能源自给式管道清理机器人,通过借助机械方式实现将管道内壁垢层清理干净的目的。首先介绍机器人的总体结构及其工作过程。然后分别详细论述机器人的清理机构设计、发电蓄能部分设计以及速度控制机构的设计。并最终完成借助水流推力达到能源自给式管道清理机器人的设计。     

面粉厂制粉车间正、负压气力输送中变径管的优化设计

针对目前面粉厂正压、负压气力输送中由于速度过高所引起的管道磨损和物料品质降级等问题,借鉴国外工程设计公司先进的设计经验,提出了一种变径管道系统设计方法。介绍了变径管道设计参数的计算公式及变径管道的弗劳德数法、临界速度法和多级分段方法3种变径定位方法及选择依据,通过测试数据,说明采用变径管道可以有效地降低输送管道中的气速、压损和能耗。     

自平衡可原地回转式防绞机身驱动机构研究

针对清淤疏浚环境中水生植物密集、淤泥粘度大以及输送管道对设备行进阻力等问题,设计防绞驱动系统,鉴于轴流式推进器工作原理与螺旋桨式推进器的差异,设备采用两个小型的轴流式推进器,设计可原地回转式推进运动装置,研究轴流式喷水推进泵进水流道的性能,实现小半径转弯和原地回转;设计浮箱与可旋转浮体相配合的自适应平衡装置,研究驱动装置与控制系统的布置方式,解决侧倾角度在60°以下时的自适应调整,实现清淤清浮疏浚机器人的自平衡运行。     

基于动力学特性的机器人自适应鲁棒控制算法研究

针对鲁棒控制在串联机器人轨迹跟踪控制性能较差以及自适应控制收敛性能有限、容易出现震荡和发散的现象,为了提高串联机器人的作业精度和效率,本文在辨识机器人模型参数的基础上,考虑机器人动力学及摩擦特性,并将自适应鲁棒控制的积分型的参数估计修改为比例积分型的参数估计,提出了改进自适应鲁棒控制算法。仿真验证表明:本文提出的改进自适应鲁棒控制算法提高了系统的稳态性能以及运动控制性能,实现了较高的轨迹跟踪精确度。     

管外喷涂机器人的动作控制设计

管外喷涂机器人的行走系统采用步进电机驱动尼龙轮的动作方式,管外防腐喷涂是用步进电机作为动力源,通过不完全链传动系统中输出链轮的往复转动来带动喷枪绕管道轴线作一定规律的摆动,并随着管外机器人本体的行走系统沿管道轴线作间歇式直线移动而实现的,设计了管外喷涂机器人的行走系统和管外防腐喷涂系统动作的单片机控制方式.     

钢筋笼滚焊机的变径技术及其发展

钢筋笼滚焊机是将钢筋矫直、弯曲成型、滚焊成型有机地结合在一起,使钢筋笼的加工基本上实现机械化和自动化。生产加工的钢筋笼具有质量高、效率高、成本低的特点。本文介绍了钢筋笼滚焊机的结构、工作原理及滚焊机的分类;并主要对钢筋笼滚焊机的变径技术做了详细介绍,如变径丝杆拉动导杆径向往复移动式自动变径技术,螺纹传动式变径技术,链轮链条传动式变径技术等滚焊机变径技术,及相对应变径技术的变径装置;最后对钢筋笼滚焊机的变径技术做了总结,给出了对钢筋笼滚焊机变径技术发展的一些想法。     

小口径管道用机器人行星齿轮式行走机构设计

为了在小口径管道内进行探测和排除故障，提出采用直径25mm的行星齿轮式机器人行走机构，并对行星齿轮减速机构和行星车轮机构的原理、传动比、传动效率和传动特点进行了分析。结果表明．这种微型机器人行星车轮机构能较好地解决在小口径管道内的移动问题，为进一步研究小口径管道内的微型机器人提供了依据。     

特征点定位法设计变径管道

把微灌多孔管道设计成压力均衡的变径管道，已是众人所望。但至今尚无较好的设计方法可循，设计的任意性和盲目性很大。本文通过分析多孔管道在变径条件下的基本水力特征，寻求并制定了均匀坡度下变径管道的水力设计模型和设计方法。同时对复杂地形的管坡线进行概化，并提出相应的设计策略。     

等水头损失法设计变径管道

等水头损失法设计变径管道王金如（河北省水科所）管道变径是长期困挠人们进行水力设计的一个突出难题。问题在于各管段管径及其长度会有多种组合，设计难度大。早些时候，澳大利亚人以最大允许压力偏差为约束条件，将水头线和地形坡降线绘制成图，采用多元图解法分配各变...     

一种新型排水管道清淤机器人控制系统的设计

介绍了一种用于排水管道清淤和检测的机器人机构及工作原理,该机器人采用了履带式行走机构和管道直径调节机构,以ST89C58单片机为控制核心,通过压力传感器的反馈值,自主地控制管道直径调节机构。同时对驱动电动机控制、速度传感器以及光电编码器在机器人中的应用进行了详细介绍。经论证表明:该系统具有结构紧凑、适应性强、牵引力大、去淤彻底等特点。     

直接驱动机器人自适应-PD复合运动控制研究

针对直接驱动机器人结构参数与摩擦参数的非确定性,提出机器人自适应-PD控制策略。首先分析了机器人的两类不确定性,推演了机器人动力学方程,给出不确定性动力学结构量的线性化表示;然后,对关节摩擦力矩矢进行了建模;为补偿动力学不确定性给机器人带来的控制误差,构建含位置与速度反馈的双闭环控制系统,引入自适应机构辨识不确定性参量,并据此规划出自适应控制律;为提高运动控制精度,在控制器中嵌入PD子控制器。仿真实验显示,系统的位置和角速度跟踪误差分别为-0.02°~0.03°与±0.005 rad/s,表明自适应-PD控制律可实现直接驱动机器人精密轨迹控制。     

国外快速接头

目前,世界上许多国家,在移动式、半固定式甚至固定式喷灌系统中,广泛使用着快速接头。快速接头是联接管道的重要部件,它可将一节一节的输水管或管道上的附件(如阀门、三通、变径管等》在短时间内迅速、简便而可靠的连接起来。     

组培苗移植机器人的运动学求解

为了实现对5自由度关节式组培苗移植机器人的精确控制，对机器人进行了运动分析和综合，采用Denavit-Hartenberg分析方法建立了机器人操作臂的几何模型和运动学方程，实现了机器人的运动学方程正解；根据机构特点，用几何解析法得到封闭形式的机器人运动学方程逆解。对组培苗移植机器人进行了运动学仿真分析，验证了所求得的正解和逆解。机器人运动学正、逆解的实现，为组培苗移植机器人的轨迹规划和精确运动控制奠定了基础。     

LabWindows/CVI的多线程技术在农业机器人中的应用

当今,高性能的通用型农业机器人一般采用关节式的机械结构,每个关节独立安装驱动电机,通过计算机控制驱动单元的功率放大电路,实现机器人的操作。为此,介绍了为改善农业机器人控制系统的实时性能,在LabWindows/CVI5.0平台中,运用Windows操作系统的多线程技术,实现5自由度农业机器人的控制方法。实验结果表明,该方法有效地解决了原控制系统实时性差的问题。     

微灌变径支管优化设计方法研究

1变径支管的设计方法简介（6）变径支管的设计一般包括两方面的内容，一是由允许水头损失计算它的组合比例系数，二是计算经济组合方式和经济组合比例参数。前者是水力学计算的问题，后者属于管网优化设计的一部分。组合比例系数是指变径管中不同管径的管段长度占总长度的比例，常用α、β、γ…表示，比如两级变径管，组合比例参数为α和β，其长度关系式为：L＝αL（1）L2＝β（2）式中L1——变径管第一段的长度，m；L2——变径管第二段的长度，m；L——管道的总长度，m；α、β——变径管的组合比例系数。考虑到施工和购买设备的方便…     

特征点定位法设计变径管道

把微灌多孔管道设计成压力均衡的变径管道，已是众人所望。但至今尚无较好的设计方法可循，垢任意怀和盲目性很。本文通过分析多孔管道在变径条件下的基本不力特征，寻求制定了均匀坡度下径管道的水力设计模型和设计方法。同时对复杂地形的管坡线进行概化，并提出相应的设计策略。     

基于Featherstone算法的穿戴式外骨骼机器人高效动力学计算研究

穿戴式外骨骼机器人的动力学计算,是实现精准控制、驱动电机选型的前提条件。穿戴式外骨骼机器人一般具有较多自由度,传统方法无法解决其动力学计算问题。文章采用Featherstone刚体动力学算法,对其高效动力学计算进行研究,并根据机器人的运动树连通图,建立了机器人系统的整体几何模型,通过将几何模型转换为参数代入MATLAB,运用Featherstone逆动力学算法求出在一个步态中各关节所需的驱动力矩。     

六自由度串联机器人自适应鲁棒控制算法的改进

针对鲁棒控制在六自由度串联机器人轨迹跟踪控制性能较差以及自适应控制收敛有限,容易造成机器人出现无法控制和往复震荡等现象。为此,综合考虑机器人动力传输与摩擦学特性,为降低测量误差对系统参数估计的影响,利用极大似然参数估计方法得到参数辨识的精确结果,同时将自适应鲁棒控制的积分参数估计调整为比例积分参数估计,在期望补偿自适应鲁棒控制算法的基础上提出改进自适应鲁棒控制算法。仿真验证表明,提出的改进算法显著提高系统的运动稳定性和可控性,轨迹的跟踪精度大大提高。     

面向机器人抓取的小型直线串联弹性驱动器设计与控制

面向机器人力控自适应抓取,设计一种微型直线串联弹性驱动器及其机电一体化系统。开展非线性校正试验,采用BCM法对微型直线串联弹性驱动器感知系统进行校正,以提高力控系统测量精度。基于双位移传感器构建驱动力、位移同步感知方法,并开展模型辨识试验建立目标变形轨迹及驱动力观测模型,根据目标变形轨迹模型建立驱动力PID控制策略。开展阶跃力控与自适应抓取试验,优化力控制器参数并研究串联弹性力控自适应抓取特性。试验结果表明,建立的微型串联弹性驱动器具备感知驱动一体化特性,可在无力传感器的情况下实现驱动力准确感知与控制。微型串联弹性驱动器力控超调量极低,当目标驱动力幅值为15N时,超调量为0.6%。在机器人力控自适应抓取试验中,指尖抓持姿态可通过驱动力控制实现调控,使指尖抓持力方向指向物体质心,从而达到增强抓持稳定性的目的。