摘要：随着城市化的发展,地铁隧道、车行隧道、综合管廊等地下基础设施建设运营规模不断扩大,隧道坍塌、涌水、变形、开裂等事故时有发生。为保障隧道建设运营安全,广东建科院历时三年设计研发出“全地形隧道检测机器人”,现已成功应用于广州地铁、佛山地铁、中山中心城区隧道、珠海横琴综合管廊等多个项目,并先后受邀参加2024年中国隧道与地下工程大会(CTUC)和第十一届全国工程质量学术交流会,赢得业界广泛关注和高度认可。

摘要：针对焊管生产过程中人工检测内壁缺陷时存在的检测效率低、精度差、劳动强度大的问题以及受检测空间有限时作业人员难以进入钢管内部等现状,设计了一种钢管内壁检测机器人。设计的钢管内壁检测机器人将多传感器数据融合分析技术,采用模块化设计,软硬件平台协同工作,增强了机器人整体的稳定性与可靠性,可适用于Φ508 mm~Φ1620 mm规格钢管的检测。使用该钢管内壁检测机器人能够提高钢管内表面缺陷在线检测效率,减少人为检测失误,解决检测条件困难、人员作业空间受限条件下的钢管内表面检测难题,保证钢管检测过程可以高效、可靠地读取和记录钢管信息。

摘要：设计了压力容器焊缝检测机器人控制系统,系统由机器人本体控制端与远程控制端两部分组成,两部分之间通过无线网络传输数据,机器人本体端以STM32单片机为微控制器,负责解析数据指令与电机运动控制,远程控制端以工控机为核心,主要是识别并跟踪焊缝以及对检测后的磁粉图像进行识别判断。实验结果表明,该系统满足设计要求,检测机器人能够进行焊缝检测工作。

摘要：中国天眼,即五百米口径球面射电望远镜,简称FAST,是中国的重大科技基础设施。而馈源支撑系统是FAST中对馈源舱进行高精度位姿调节的重要部件。为保障FAST的正常运行,必须定期开展馈源支撑系统的安全检测。为此,需要设计能够自主进行馈源支撑缆索缺陷检测的机器人系统。针对机器人在FAST馈源支撑缆索上的工作环境,设计机器人总体方案。根据缆索上障碍多的特点,将检测机器人设计为底部开口、多轮抱索、多节串联形式;根据缆索长、陡的特点,确定两端卷扬机牵引驱动为主、轮驱为辅的驱动形式。依据总体设计方案,分别开展机器人各部分的详细结构设计,保障机器人能够可靠地沿缆索运动与避障;设计主动调整、弹性适应的连接机构实现各节机器人之间连接与相对位置调整。最后,进行机器人整机样机运行实验。实验结果表明,机器人能够稳定地在缆索上运动及避障,验证了所设计的机器人系统沿FAST缆索检测所需的运动能力。

摘要：为了提高悬垂绝缘子检测机器人的运动稳定性、环境适应性和负载能力,针对绝缘子检测任务需求,基于仿生原理,提出了一种新型的悬垂绝缘子检测机器人机构。介绍了机器人的机构构型,分析了机器人的工作原理及行走与检测过程,推导了机器人的运动学方程,给出了机器人的主要尺寸,对相邻绝缘子轴线不重合的情况进行了运动仿真。仿真结果表明,该机构对小角度弯曲的悬垂绝缘子串具有适应性,具有运动平稳、适应性好、负载能力强等优点,适用于输电线路悬垂绝缘子检测。

摘要：为了解决油浸式变压器检修时内部空间狭小人工操作困难的问题,对小型永磁轮式机器人的行走系统进行了研究设计。首先对机器人的工况进行了分析,提出了满足在变压器内表面行走的物理条件,然后对径向和轴向两种充磁方式下圆环形磁铁特性进行了研究,使用ANSYS软件对径向充磁圆环磁铁吸力进行了仿真,探究了磁吸力与磁铁内径、厚度之间的关系,最后基于仿真结果和所提出的行走物理条件设计了机器人磁吸轮。通过样机在模拟变压器内部环境中的试验,证明所设计的基于径向充磁方式的磁吸轮式机器人行走系统在变压器内部具有良好的行走效果。

摘要：针对煤矿无人区域的实际情况,设计并研制了一种四轮驱动式小空间检测机器人系统,用以井下环境信息和样品的采集。机器人结构主要由机器人本体、移动机构、控制器和机械臂机构等组成。主要介绍机器人的系统组成,并对5自由度机械手进行动力学和静力学分析,验证其结构设计的合理性和实际工作中的承载性能。分析结果表明,机械手各关节力矩的变化稳定且均未超过电机所能提供的极限值;小臂最大变形0.012 397 mm,最大应力15.802 9 MPa均对系统结构影响很小,从而说明5自由度机械手选型准确,结构设计合理,能够满足煤矿实际工作需求。

摘要：油气管道由于腐蚀、外力等原因会造成管壁变薄,发生穿孔、泄漏和开裂等事故。管道投入运行时间和管道长度不断增加,以及工作环境日趋恶劣,加大了水下油气管道的检测难度。基于SolidWorks软件设计了一款用于检测水下油气管道腐蚀缺陷的机器人,包括管道直行机构和旋转小车,并对关键零部件及控制系统进行了分析设计;通过ANSYSFLUENT软件模拟不同水流速度、不同移动速度下机器人壁面受力情况,分析水流速度、移动速度对机器人前端壁面受力的影响规律,发现:随着水流速度与移动速度不断增大,机器人前端壁面受力不断增大,但当移动速度增大到0.4m/s时,变化不再明显;计算得到最大阻力为170.77N,所选用推进器最大推力为110.74N,因此采用双推进器驱动能够支撑机器人前移,满足设计要求。

摘要：针对目前车辆加工技术领域的白车身焊接质量检测方法的缺点和不足,以TRIZ理论为指导,设计了一种白车身焊接质量快速检测机器人。在进行白车身焊接质量快速检测机器人的主体机构设计时,综合考虑白车身焊接质量快速检测机器人的影响因素,采用TRIZ理论中的九屏分析法、因果轴分析法及功能分析法,对白车身焊接质量快速检测机器人进行设计分析,得出影响机器人设计的因素;运用TRIZ理论中的创新方法,确定对应的TRIZ冲突矩阵及其解决原理,运用物理或化学参数改变原理、系统剪裁法和物-场分析法进行问题处理,解决了机器人机械臂负重比不足、操作性和灵活性不足及焊接质量检测观测点不足等问题。

摘要：小水域水质检测机器人装置,主要由浮台、电源、警报装置、数据采集装置、控制器、数据传输装置和云平台等部分组成。该装置利用太阳能电池板通过太阳的光能转化为电能供电,利用多参数传感器测量多种水质参数,使小水域水环境得到全面的监控,并将传感器采集的数据通过无线的方式传输到云平台,实现远程控制,当装置发生偏移或者丢失,脱离一定的范围还会发出警报。本设计解决了如何实时检测指定水域内水质的技术问题,适用于小水域的水质检测,对于当前环境污染严重的情况下,淡水资源的保护和治理有着非常重要的意义。