基于蠕动原理拱泥机器人方案研究

本文针对目前沉般打捞作业中潜水员手工攻打千斤洞的现状,首次提出了拱泥机器人的概念。它基于蚯蚓在泥土中爬行的运动机理,可以在水下泥土环境中按预定轨迹从沉船底部一侧向另一侧蠕动爬行,并随时根据检测到的位置和力信息调整运动位置和姿态。将地下穿孔机的冲击原理与蚯蚓的蠕动机理相结合,提出了一种头部冲击式的拱泥机器人的方案。研究了拱泥机器人的运动控制与位姿检测方案,并建立了拱泥机器人在水下泥土环境中作业的力学模型。     

船用吸附蠕动攀爬式机器人的设计与实现

探讨了机器人在船舶钢甲板表面蠕动爬行的电磁吸附机理,设计了蠕动爬行机器人的机械结构,研制了机器人蠕动爬行控制器系统,介绍了船舶吸附式蠕动探测维修机器人原理样机。该机器人可背负电视探头与机械手等功能装置,在竖直、倒置和倾斜的船舶钢甲板表面蠕动爬行。加装2自由度视频、超声探头和多自由度喷涂(或维修)机械手,可对舰船甲板表面进行喷涂(或探测与维修)。机器人载体尺寸561 mm×90 mm×50 mm,总重7.5 kg,共分2节,第1节长223 mm,第2节长258 mm,2节连接杆长80 mm。     

蠕动爬行攻泥机构转向工作特性的有限元分析

针对用于沉船打捞的水下攻泥机器人蠕动爬行攻泥机构的结构与工作机理，建立了适当的有限元计算模型，进而通过弹塑性有限元计算，模拟了攻泥机构处于土中不同深度的工作情况，建立了攻泥机构前进位移V和转向角θ之间关系的通用公式。通过它可以实现对攻泥机构前进路线的规划与自动控制。     

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。     

船舶尾气锅炉烟道清理机器人的设计与受力分析

针对船舶尾气锅炉烟道清理任务重、作业危险等问题,根据特殊需求设计一种新型管道清理机器人的原理样机,用其替代人工清理附着在烟道内壁的灰渣。该机器人采用"气动+电动"的方式为运动和作业提供动力,由直线气缸、三爪气缸、电机和钢刷等部件组成,工作时通过控制气缸和其他传动机构实现蠕动式移动和清理作业。对该机器人的运动特性进行研究,通过计算机仿真验证其运动学分析的正确性,为其工程样机的研制奠定理论基础。     

捞雷机器人土力学特性研究

介绍了一种沿半埋鱼雷体表面爬行的捞雷机器人作业装置构成和原理，建立了捞雷机器人在水下泥土环境中作业的力学模型，对该模型和钻进状态进行了较为详细的分析。     

用于船舶尾气锅炉烟道清理的机器人设计与受力分析

针对船舶尾气锅炉烟道清理任务重、作业危险等问题,根据特殊需求设计了一种新型管道清理机器人,用来替代人工清理附着在烟道内壁的灰渣。所设计的机器人采用“气动+电动”方式分别为运动和作业提供动力,由直线气缸、三爪气缸、电机、钢刷等部分组成,工作时通过控制气缸和其他传动机构以实现蠕动式移动和清理作业。本文对机器人的运动特性进行研究,最后通过计算机仿真验证了机器人运动学分析的正确性,为了机器人工程样机的研制奠定了理论基础。     

水下灵巧手的结构优化设计

随着水下作业机器人在探测、打捞、管线检测与修复等领域的应用不断深入，水下多指灵巧手的研制和开发逐渐受到各国机器人研究者的关注和重视。基于对非水环境灵巧手设计经验的总结，设计了3指水下灵巧手及其防腐密封结构，对结构参数进行了优化设计，根据优化设计结果研制了3指水下灵巧手原理样机。测试结果表明，该手可灵活抓取多种复杂表面的物体，部分代替人工水下作业。     

遥控自治水下机器人控制系统

针对一种新型遥控自治水下机器人ARV原理样机,开发了一套水面水下控制系统,它基于Modbus总线、具有ROV/AUV控制模式自动切换和独立工作能力.该系统包括直航、转向与潜浮三自由度运动控制功能,并搭建了一套由罗盘、陀螺、倾角仪和加速度计组成的小型组合自主导航单元.水池与湖上试验结果表明:ARV控制系统性能可靠,具有很好的鲁棒性与稳定性,能够满足水下机器人在复杂多变环境中的工作要求.     

水下小型爬行视频监测机器人设计与控制的研究

目前水下小型爬行检测机器人已经成为各国研究的热点,本文提出了一种新型水下小型爬行视频检测机器人的设计方案,重点解决了结构设计和远程控制中有关密封方式、电机驱动选型、远程信号传输等问题。该机器人可以推广应用于核电反应堆大修管道检查以及石油、水下养殖、考古、探矿、航运、水下工程监测等一些危险或人不方便检查的场合,有着广泛的应用前景。     

"肋骨冷弯加工机器人"的研制

从弦线测量法控制原理、大地式检测装置、"肋骨冷弯加工机器人"信息集成系统、加工数据预处理、智能控制方法、自动冲印号料装置诸方面,较为详尽地介绍了最近研制成功的、国际首创的"肋骨冷弯加工机器人"。该"肋骨冷弯加工机器人"业已成功地应用于造船生产。     

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。     

The design of underwater hull-cleaning robot

The research on underwater ship-hull cleaning robot was conducted on the purpose of realizing the automation of cleaning underwater ship hull so that service life of ship will be prolonged and ship speed will raised. Moreover, fuel consumption and the work intensity of divers will be reduced. In this paper, the current situation and the latest technology in China and abroad were analyzed; meanwhile, the typical characteristics of the underwater cleaning robot were introduced. According to the work principle of the underwater cleaning robot, the emphasis was put on the analysis and study of permanent-magnetic absorption, magnetic wheel, airproof and anticorrosion, underwater cleaning equipment and control system. The robot is easy in rotation and simple in control.     

舰船损管监控系统研究

舰船损管监控系统是损管系统的组成部分,是保障舰船生命力的重要系统。针对舰船损管监控系统设计中的关键问题,结合成熟的工业控制组态软件FactorySuite进行了研究。通过构建原型系统,分析了系统的组成模块、体系结构与软硬件架构等问题,经过仿真测试,证实原型系统满足实时性的要求。     

带缆水下机器人控制仿真模拟与水动力分析

本文以Fluent多重滑移网格技术对带缆水下机器人系统进行路径跟踪的仿真计算,将收放缆反馈控制与PID算法调节螺旋桨转速的双重控制策略应用于带缆水下机器人系统,并对带缆水下机器人系统升沉运动的控制误差、螺旋桨推力与转速之间的关系、缆绳系统的张力特性以及水下机器人的水动力响应做了分析。文中数值模拟结果表明,双重控制策略下,带缆水下机器人路径跟踪的控制运动较为精确,其升沉运动位移最大误差约为0.2 m;螺旋桨的转速与推力呈正相关性,转速越大,推力也越大;水下机器人沿预定轨迹运动过程中,缆绳系统张力呈现周期性震荡的变化规律,机器人主体受到的水动力荷载与多种因素相关。     

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。     

升船机提升系统中船厢、水体和钢缆相互耦合作用分析

本文在作者[1]先前采用水弹性理论建立的对整个提升系统的动力特性进行数值研究的理论模型的基础上,首先对船厢变形状态下的缆力表达式作了更为详细的推导,然后以中国船舶科学研究中心的1∶30的缩比模型为对象,从整体角度,对其流固耦合问题,主要是提升过程中船厢内水体的晃荡、提升缆的受力和船厢动态响应,作了数值研究.在提升系统受到船厢内一非对称水波扰动的假定下,分别对船厢简化为刚性和考虑实际弹性的两种情况进行了计算、分析和对比,得出了一些有益的结论.计算结果表明,对升船机这样一个复杂系统,文献[1]中所建立的理论模型及本文的数值计算方法是可行的.     

Internet-based Teleoperation Platform For Mobile Robot

An Internet-based teleoperation platform for Mobile Robot is introduced in this paper. The hardware of the system mainly consists of a mobile robot. Its software employs client-server architecture for robot control and feedback information display . Different communication protocols are adopted according to the characteristics of message exchanged between the robot server and the client. The user interface is designed for the purpose of interaction. The great benefit of this client-server architecture is that the client software is insulated from the lowest level details of the mobile robot. Thus, it is very easy to implement and test new advanced teleoperation control algorithms, interface designs and applications on this platform without large programming work.