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一种新型四臂巡检机器人机构设计与运动分析

更新时间:2019-12-30 08:49:13 大小:1M 上传用户:IC老兵查看TA发布的资源 标签:机器人运动分析 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

为满足大跨度输电线路对巡检机器人结构尺寸、爬坡性能以及越障性能等方面的要求,从人爬树运动研究中得到启示,设计了一种新型四臂式巡检机器人。首先,通过探索人爬树过程中运动姿态特点,介绍了机器人的机构构型和2种典型障碍物的越障方法。其次,给出了机器人机构的主要尺寸,推导了机器人的运动学方程,对机器人爬坡和越障运动性能进行了分析,以验证机构设计的可行性。最后,在虚拟样机平台上进行了运动仿真实验。结果表明该机器人同时具备较强爬坡能力和跨越单挂点等复杂障碍物的能力。


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1577666948一种新型四臂巡检机器人机构设计与运动分析.pdf 1M

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2018  
6
June 2018  
Vol.36 No.3  
西 北 工 业 大 学 学 报  
Journal of Northwestern Polytechnical University  
36  
3
卷第  
一种新型四臂检机人机构设计与运动分析  
12  
1
3
, ,  
伟  
雨  
1.  
中国科学院 自动化研究国家重点实验室 辽宁 沈阳  
10016; 2.  
中国科学院大学 北京  
100049;  
(
)
3.  
广圳  
518048  
: ,  
满足电线对巡构尺寸 爬坡以及越障方面的人  
,  
爬树研究计了一种新型四臂首先 通过探索人爬树过程中姿  
2 ,  
介绍机构构和 种碍物越障方法 出了人机构要尺  
, , ,  
人爬坡越障动性行了分验证机构计的行  
。  
在虚拟样行了仿真实验 同时较强爬坡能力跨  
单挂复杂碍物能力  
:
;
;
;
电线人 机构动分析  
: TP242 : A : 1000-2758( 2018) 03-0432-07  
文章编号  
中图分类号  
文献标志码  
、  
完成越作 可物包括间  
线业自动化重  
一 可线路工完成的巡务  
, ,  
不能线动  
、 、  
检费作以离  
30°。  
3]  
文献 研发了一种线路综  
爬坡角度为  
。 、  
对于环境恶劣  
LineScout,  
的作业  
台  
, ,  
还能周  
、 、 、  
具包括检测扳手 和  
1 370 mm,  
重  
100 kg,  
跨  
构设计是巡研究的一键  
线爬坡角度为  
30°。  
4]  
文献  
, ,  
技术 是巡业工具的为机  
速可当输线  
3 ,  
了 种不机  
, ,  
性能线爬坡  
、 、 、 ,  
山 河地段线路普  
30°。  
5]  
文献 线路金结构复杂  
遍存大 线路样的  
角度不超过  
过的问提出了一种线路金具改方案和  
情况 线路需求同时较  
一种自主系统 降低越  
能力和爬坡能力  
6]  
成本文献 线  
外多家研究线机  
, ,  
研制了一种股补夹  
研究 代表研究果是日本  
HiBOT  
1]  
使可在线路上稳定是该机  
Expliner  
北  
研制的巡系统  
不具线的能力 爬坡角度不  
研 究 院 研 制 能 巡 台  
2-3]  
26°。  
研究考  
LineScout  
大 学 线 器  
超过  
4]  
5]  
线路需求 使人  
大学研制及中国  
科学院自动化研究研制线机  
不能同时能力和爬坡能力  
6-8]  
1]  
文献 提出了一种在线结构上走  
人  
本文考虑直线线路需  
Expliner,  
该机过改变身的自  
, ,  
爬树动研究中得到完成了一种型  
的机人  
的机构设计 对该检  
位置线姿态  
: 2017-05-04  
:
基金项目 国家自科学基金重点目  
( 51535008)  
( SZ-KJXM-20150901)  
重点科技资助  
收稿日期  
:
作者简介 雨  
( 1986—) , 。  
中国科学院大学博士研究主要从事研究  
3
:  
一种构设计析  
·433·  
采用动学仿真实验对机构  
所示  
设计性 机爬坡性能了分和  
证  
1
任务需求与环境描述  
根据线路的巡需求 机  
2
爬树程示意图  
, ,  
线线路碍 携带  
和可机分线路结构  
、  
测检查 如线路情况 情  
, ,  
遭遇树杈根据树杈情况 通  
、 、 、  
线路情况 线路情  
腿姿使次分从  
等 采用式将传输地  
树杈上方姿图  
控制基站  
2b) 2c)  
所示  
, ,  
爬树可以爬树现  
: ,  
攀爬攀爬一对肢  
, ;  
攀爬支撑基础 过  
, ,  
可以姿远  
; ,  
弯曲定  
, ,  
弯曲爬树动研究中得到设  
一种式巡人  
线路的作务  
22  
整体机构设计  
1
点线路环境  
3a)  
结构简图图  
所示  
1 ,  
手臂设计了 个转关节 手臂  
1
线度超线路环境如图  
1 1 4  
设计了 个关节和 个转关节 手臂反  
、 、 、 、  
主要线线 线 管  
2  
体上 在 个体之间引入了  
1
、 。  
线夹 绝沿架线巡  
,  
爬坡关节通  
、  
物为悬  
, ,  
夹紧与线路于改变机人受提  
线线线线路倾  
,  
爬坡性能 机动  
角度角度可达  
40°。  
铁塔 线路等设  
关节调节线姿态 确定的  
安装产生的偏差 线线路还  
在一角 为线线路标  
同时攀爬倾斜线路越直线处  
物的能力  
2
人机构设计  
21  
设计思路  
生物百万其机体结构  
理性 如能在机设计分模仿  
: 1.  
; 2. ; 3. ; 4. ; 5. ;  
转关节 夹紧关节 动行轮  
并加适当调运  
6.  
; 7. ; 8. ; 9.  
转关节 关节 转关节 体  
爬树抱夹紧树干  
3
及实型  
, ,  
便沿弯曲图  
2a)  

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