小型双足步行机器人机械机构设计

本文设计了一种适用于小型双足步行机器人的机械机构。该小型双足步行机器人由单电机驱动,为了使其能够实现稳定静态步行,设计了一种齿轮传动机构和步行机构。然后在Pro/E中完成总体装配并进行运动仿真,结果表明能够实现期望的运动轨迹。     

仿水黾高速水上运动机器人划水产生的半球涡特征及其推进特性分析

基于半球涡的理论模型考察了水黾产生的双极涡的几何特征以及动力学特征。分析表明半球涡模型关于双极涡内所含流体动量及动能的理论预测值与相应的实验测量值接近。进一步的计算揭示,同一个水黾在不同划水速度下产生的半球涡半径与水黾的第二关节的长度比值接近于常数0.85,而半球涡的移动速度与水黾速度的比值接近于常数0.056 9。基于动量定理给出了推进力的理论模型并揭示仿水黾机器人高速划水时电机所需的力矩以及功率的计算式。文中结果可用于仿水黾高速水上行走机器人的流体动力设计及动力学预测。     

水下船体表面清刷作业机器人的控制系统

水下船体表面清刷作业机器人是一种新型的用于水下特种作业的机器人。作者从电机驱动、姿态检测、自主控制等几个方面进行了机器人控制系统的硬件及软件设计，实验结果表明控制系统性能达到了设计要求。     

自升式平台板壳式桩腿设计

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度不仅决定着平台的作业能力和相应环境条件的选取,而且是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。结合近年来海上风能开发的热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业和功能特点,综合平台载荷工况的特征和强度要求,对桩腿截面型式的选取、内部环筋加强结构和桩腿桩靴连接区域结构的设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。得到适用于柱型桩腿设计和强度分析的工程化方法,为此类结构设计提供参考。     

自升式平台板壳式桩腿设计与建造研究

桩腿是自升式平台的关键部件，其设计强度决定了平台的作业能力及相应环境条件的选取，同时也是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。本文结合近年来海上风能开发热点，以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象，结合其作业及功能特点，综合平台载荷工况特征及强度要求，针对桩腿截面型式的选取，内部环筋加强结构、桩腿桩靴连接区域结构设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。并从建造流程、精度控制及焊接工艺出发，探讨了板壳式桩腿建造工艺，获得了适用于柱型桩腿设计方法及强度分析工程化方法，为此类结构设计提供重要参考，具有实际工程应用价值。     

新型微型管道机器人结构设计及其运动可行性分析

针对现有微型管道机器人多为结构复杂,应用领域较窄等现状,力求以结构简单、设计方便的机构来实现复杂运动为设计主线,综合蠕动式管道机器人适应性强,张紧式机器人运行平稳等优点,以及目前逐步成熟的功重比高的微型电机技术,设计了一种新型的微型步进电机驱动的蠕动-张紧式微型管道机器人。并对管道机器人进行了运动学和动力学分析以及虚拟样机仿真,验证了其运动可行性。     

船舶除锈机器人驱动系统设计

介绍了应用在船舶除锈的磁吸附爬壁机器人本体驱动系统的设计,着重阐述了系统的驱动原理和驱动电路。系统以89c51单片机为核心,通过键盘以及通信接口可以方便的控制步进电机带动机器人本体运动,充分发挥了单片机的优势。实验表明,系统电路设计合理,简单实用。     

瞻望仿生学在桥梁设计中的应用

基于仿生学的相关理念,革新传统桥梁设计思维,并在未来设计中以仿生作为创新的一种重要手段和方法加以推广和应用。文中从形态仿生、结构仿生、材料仿生、功能仿生等方面阐述了从自然界中吸取灵感,建立桥梁设计中的生态观,使设计与自然生态环境有机结合,以期设计出的桥梁更安全、合理、优美、和谐。     

便携式水下机器人设计

出于对近海海洋探索的目的,本文应用了上次研究[1]的水下ROV空间姿态控制系统设计了一种便携式水下机器人。该水下机器人系统硬件部分主要由电源模块、无刷电调、遥控部分以及姿态传感器模块组成,软件控制以及相关数据处理由一块ARM-M3内核的处理器完成,编译软件使用Kile。水下机器人结构采用3D打印机制作,材料选用PLA。遥控通讯采用CAN总线协议。水下机器人经过实际调试可以达到相关技术要求,下潜深度100 M,能实现简单的水下作业要求。     

拱泥机器人原理样机的研制

研制了一台拱泥机器人原理样机，针对洪泥机器人在泥土环境中前进时转向阻力矩大的特点，设计了一种简单灵活的转向机构，采用充气胶囊作为支撑，提高了蠕动爬行机构的驱动能力。提出了拱泥机器人传感器检测系统的方案，解决了拱泥机器人水下位姿的检测问题，进行了原理样机控制系统设计和作业流程设计。最后在实验室环境中完成了原理样机的蠕动爬行实验，验证了总体方案的可行性。     

一种水上搜救机器人系统设计与实现

针对传统救援船舶受抗风浪能力和操控能力的限制,在恶劣天气条件下救援落水人员成功率不高的问题,设计了一款能够适应恶劣海况,而且能灵活抵近落水人员并直接施救的水上搜救机器人。该机器人系统由岸基控制子系统和机器人子系统组成,机体采用等角三浮筒结构布置,利用推进器差速原理实现机器人转向和机动控制。通过设计基于机器视觉的水面目标检测方法实现对落水人员的检测与识别,通过基于S面控制算法和LOS制导算法,实现了对一定范围内落水人员搜寻路径跟踪控制,利用滑模镇定控制算法实现了搜救机器人救援状态下的点镇定控制。水上实测证明,本文设计的搜救机器人整体结构设计合理,目标识别、运动控制算法运行稳定,救援能力达到了预期的设计目标。     

深海作业型机器人总体设计及性能分析

面对深海设备检修作业工作需求,基于SolidWorks虚拟设计技术,开展面向深海作业型机器人的总体模块化设计。基于有限元和经验公式,校核机器人承压构件的强度与稳定性;基于粘性流体理论,对ROV结构本体的阻力性能进行数值计算,为推进系统的设计和选型提供参考依据。针对机器人各项性能分析结果表明,机器人的结构性能满足1200 m水深要求,推进系统可满足机器人对设计航速的要求。本文提出的面向深海作业型机器人的模块化设计方法可有效提高机器人设计的效率。     

船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划

针对船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划的问题，对设计软件导出的工件及焊缝信息进行处理，构建机器人焊接工艺数据库，对焊缝特征进行智能化识别，完成基于特征的焊缝焊接工艺匹配。机器人焊接工艺参数规划可有效提升复杂情况下的船舶中组立结构焊接程序规划设计效率。     

船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案

为提升船舶企业焊接自动化率,研究面向机器人焊接的小组立三维结构模型处理、复杂结构机器人焊接仿真、复杂结构焊接工艺数据库等关键技术,以提高船舶部件的焊接效率和质量。明确船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案:针对加工对象梳理焊接流程;利用软件建立工艺数据库以实现焊接数据处理;完成控制系统设计和总体结构优化。利用该方案构建的智能焊接装备在船厂得到应用。实践证明,该方案具有较强的可实施性。     

自升式风电平台冲桩系统设计与研究

冲桩系统是自升式风电平台关键的辅助系统。该文介绍了自升式风电平台冲桩系统,列举了目前常见的几种冲桩系统配置方案,对各种方案进行了对比,并通过冲桩系统在实际平台上的第一手应用数据,得出了在特定海床土质情况下,高压水冲桩系统具有较好冲桩效果的结论。结论对最新一代自升式风电平台冲桩系统的设计有着重要的指导意义,对今后自升式风电平台冲桩系统的设计也提供了思路。     

适用不同入泥深度的海上吊装运输船桩腿设计与分析

为适应不同入泥深度的要求,对最大排水量为8000t、最大工作水深为15m的海上风电吊装运输专用船桩腿进行了设计研究。采用加长桩腿的方法,适用不同的入泥深度;在风载、海流载荷和波浪载荷计算的基础上,综合应用结构单元和多点运动耦合单元建立桩腿的柔体有限元分析模型,并分别对加长前后的桩腿进行了典型工况下力学性能对比分析;通过增加焊板厚度的方法,改善结构中的薄弱环节。分析结果表明,通过加长桩腿并进行结构改进,方法有效,能满足不同入泥深度及使用的要求。     

船舶甲板抛丸机器人系统设计

针对目前抛丸装置操纵控制不便、智能化程度低等问题,设计一种船舶甲板抛丸机器人系统。论述该系统的结构组成、控制系统、软件设计和激光导引规划工作流程,并在实船甲板上进行试验。试验结果表明,该系统可实现对抛丸、除尘和移动等作业环节的控制,并具备一定的自主导引抛丸作业功能。     

新型集成电机推进器设计研究

为了实现单轴推进潜艇,在主推进轴系故障失效状态下的应急推进,在参照吊舱推进器的基础上并结合导管桨结构形式,通过将传统电机、螺旋桨推进型式在轴向空间进一步集成,设计出新型集成电机推进器,并通过设计实例对集成电机推进器在结构特点、电机设计、水动力学仿真与模型水池试验等方面进行说明,论证集成推进器高效率、高功率密度的特点,适合于作为潜艇应急推进装置。     

某型直流电机电枢结构优化设计

某型直流电机的电刷长时间磨损产生碳粉而导致电机绝缘电阻低,其相关的结构还存在优化空间。根据实际应用需求,分析直流电机的结构,并对电机加以优化设计。通过试验验证优化设计的电机性能优良,证明优化设计达到预期目标。     

LNG船标准绝缘箱打钉机器人轨迹规划

以液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）船液货围护系统中的1S型标准绝缘箱为例，分析标准绝缘箱的结构及钉子位置，设计机器人自动打钉系统，并开发机器人打钉轨迹算法，实现机器人运动轨迹的合理规划，大幅缩短现场编程时间。经实际应用，采用机器人自动打钉系统制造的标准绝缘箱质量稳定，实现标准绝缘箱的高效率、高质量制造。