摘要：提出了用自适应粒子群优化算法求解自激脉冲喷嘴结构参数模型,以打击力输出最大为优化目标,对其喷嘴结构参数进行优化。通过试验验证了模型和算法的性能,给出了较为精确的模型和边界约束条件。试验结果表明:所建模型是合理的,自适应粒子群优化算法求解结果与试验结果能够较好地吻合,解决了自激脉冲喷嘴设计和制造边界条件不易定性表达的问题。

摘要：油罐清洗机器人是一种可代替人工进行清洗油罐作业,从而减小作业危险系数和劳动强度的特殊服务智能机器人。为适应油罐狭小的工作空间,提高作业机动性和安全稳定性,设计了一种三轮全方位移动机构,硬件上由三个全向单元对称布局,结构简单且灵活,并通过远程主控制计算机实现精确控制;建立了其运动数学模型,并进行了运动学和动力学分析,得到了机构的运动特性;最后,利用ADAMS仿真软件建立虚拟样机进行运动仿真。结果表明:忽略硬件固有的缺陷,该机构具有全向移动的高机动性,可以很好实现预期目的。提出了今后改进和进一步研究的方向,为后续工作提供了很好的依据。

摘要：油罐清洗机器人是机械化清灌的重要而有效的工具,自激脉冲装置是清洗机器人的一种机械手臂式喷射清洗装置。基于虚拟样机技术,首先利用SolidWorks软件完成了油罐清洗机器人自激脉冲装置的三维实体建模;然后利用SolidWorks自带功能插件对该装置进行了干涉检查,验证了零部件装配设计的合理性,并进行了0°角和120°角极限工作位置的有限元受力分析,验证了设计选材和工作过程的可靠性;最后将三维实体模型导入ADAMS中,建立了动力学仿真模型,进行了三维可视化动力学仿真分析,获得了其运动学和动力学特性,验证了装置作业过程的稳定性。

摘要：油罐清洗机器人作为一种复杂的串联机器人,其轮式移动机构和水射流机械臂装置形成移动机械手,具有多个运动副,是机器人运动分析和控制的基础。旋量理论能大大简化机构运动的计算模型,并具有明确的几何意义。根据机器人的结构特点,建立简化的移动机械手模型和旋量位形,应用旋量理论和指数积公式建立其速度雅可比矩阵,得到关节速度和末端工具速度的映射关系。根据雅可比矩阵是否满秩判断机器人的奇异位形,给出了机器人边界奇异和内部奇异的判定条件,分析了奇异位形下机器人的运动性质,为机器人进一步设计和控制提供了理论依据。

摘要：油罐清洗机器人是一种针对油罐罐底油泥实施自动化清洗而研发的特殊机器人。在分析其罐底工作环境及工作流程的基础上,运用动态能量稳定锥方法分析了罐壁和罐底"盲区"油泥清洗的工作稳定性。通过ADAMS环境下的仿真实验,该机器人运动速度在v=0.5 m/s以内时,机器人不发生倾覆,在机体倾斜角度φ=30°时,脉冲水射流出口速度宜控制在u=100 m/s以内,保证机器人倾覆稳定性,实现油罐"盲区"油泥清洗。仿真结果与该机器人设计参数基本相符,能够实现对油罐罐底油泥的清洗。

摘要：油罐清洗机器人全覆盖遍历路径规划要求机器人以尽可能低的重复率遍历油罐底部的全部无障碍油泥区。提出一种非结构化环境下油罐清洗机器人的高效全覆盖路径规划算法:首先采用区域分割法进行工作环境的建模,其次油罐清洗机器人采取内螺旋算法从起始点进行单个油泥区覆盖,最后以图的深度优先搜索算法和邻接矩阵确定这些油泥区的衔接顺序和最短路径,进行所有油泥区的遍历。算法在虚拟环境中进行了仿真实验,并利用实验结果和评价指标评估了其可行性和有效性。

摘要：为了优化轮式机器人三维路径,进行了特殊三维空间有效路径设计,提出了自适应蚁群算法(AACS)。并将该算法应用于三维空间机器人路径规划中,将轮式机器人所处位置与目的点之间的空间划分成带有坡度角的立体网格,定义其有效路径,形成TSP模式。自适应蚁群按TSP模式搜索从原点到目的点之间的最短路径。实验表明:自适应蚁群优化方法克服了传统蚁群算法易陷于局部极值、搜索质量差和精度不高的缺点,提高了收敛速度和精度,输出稳定性好,可以解决轮式机器人在三维实际工作环境中的路径优化问题。

摘要：以章鱼吸盘作为仿生对象,进行吸盘式防滑轮胎花纹设计。根据仿章鱼吸盘式轮胎的实体模型及具体参数,采用ADAMS/View模块对轮胎的驱动防滑性能和制动防滑性能进行仿真分析。结果表明,仿生设计可以增大轮胎冰面上的附着力,提供较大的安全驱动转矩,同时能缩短轮胎冰面上的制动距离,具有一定的防滑效果,为今后仿生轮胎的研究和优化设计提供了正确方法和参考数据。

摘要：针对传统防滑链的固有缺陷,由章鱼吸盘受启发,运用仿生学原理和真空吸附原理,结合冰面防滑实际,初步构建了基于矩形布局规律的以圆锥型吸盘为仿生单元体的仿生随机轮胎布局模型,并运用Pro/E软件设计出仿生轮胎三维实体模型。最后,利用ANSYS软件对仿生轮胎实体模型进行有限元分析与仿真,从微观角度对吸盘式花纹进行了力学分析及有效吸附性能验证。仿真结果表明,吸盘式花纹的结构设计比较合理,抗拉、压等性能明显得到提高,且可以与冰面发生有效吸附,能确保轮胎的吸附防滑性能。

摘要：为实现安全、环保的油罐清洗方式,需要研制配有低压自激脉冲喷嘴的油罐清洗机器人。运用计算流体力学技术,结合油罐清洗的特殊作业环境和罐底油泥特性,对油罐清洗机器人的低压自激脉冲喷嘴进行了仿真设计。通过对自激脉冲射流发生机理和非定常空化模型研究,利用fluent软件对不同的结构设计进行数值仿真,对比分析出不同方案的优劣,选出油罐清洗机器人自激脉冲喷嘴腔径、腔长、上下喷嘴直径、碰撞壁锥度等各结构参数的最优范围,从而为实际设计提供了参考依据。