一种新型负压式爬壁机器人吸附特性分析

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作者 董伟光 刘爱华 宋屹峰 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1198-1205,共8页

针对负压吸附式爬壁机器人内部流场复杂、精准建模困难导致的吸附性能优化难题,提出一种基于流量守恒思维的流场建模方法。根据爬壁机器人负压吸附系统结构特点,融合热力学定律和N-S方程,以空气流量为关联要素,构建了吸附系统流场数学... 针对负压吸附式爬壁机器人内部流场复杂、精准建模困难导致的吸附性能优化难题,提出一种基于流量守恒思维的流场建模方法。根据爬壁机器人负压吸附系统结构特点,融合热力学定律和N-S方程,以空气流量为关联要素,构建了吸附系统流场数学模型。利用该模型提取了吸附性能的关键影响因素:密封圈宽度、泄漏缝隙高度、离心泵功率,通过改变吸附系统空气流量来改变有效吸附力。仿真与样机试验表明,所构建的模型能够正确反映吸附性能的变化规律,可以为负压吸附式爬壁机器人结构及吸附性能优化提供依据。根据爬壁机器人运动特点提出了吸附性能优化策略:增大额定吸附力自重比的同时减小有效吸附力自重比。 展开更多

关键词 爬壁机器人 负压吸附 流场模型 流量分析

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面向断股补修作业任务的电力机器人机构设计 被引量：10

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作者 宋屹峰 王洪光 +2 位作者 康文杰 凌烈 姜勇 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期150-157,共8页

输电线路断股补修机器人需要在特定野外环境下开展复杂作业任务。面向机器人补修作业任务特征开展机构设计,可以提升机器人作业性能,保证作业质量。本文介绍了基于断股补修作业任务设计的应用于机器人的各类机构。根据行走、越障与捋线... 输电线路断股补修机器人需要在特定野外环境下开展复杂作业任务。面向机器人补修作业任务特征开展机构设计,可以提升机器人作业性能,保证作业质量。本文介绍了基于断股补修作业任务设计的应用于机器人的各类机构。根据行走、越障与捋线的作业目标,结合外部环境约束,进行机器人移动机构、越障机构与补修机构的设计。以增大附着力、削弱强制滑转现象为目标设计了优化阔线的驱动轮作为移动机构;以保证越障安全性为目标,设计了被动回转关节作为越障机构;以消除悬垂线路断股为目标,设计了螺旋复位式捋线机构作为补修机构。通过理论分析、对比仿真与实验,分析了所设计机构在行走、越障与补修作业上的可行性、稳定性与合理性。 展开更多

关键词 机器人应用 机构设计 机器人开发 机器人系统 输电线路 电网 机器人控制

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具备被动关节的巡检机器人越障性能研究 被引量：6

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作者 宋屹峰 王洪光 +1 位作者 姜勇 凌烈 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第12期83-86,共4页

输电线路巡检机器人的越障能力是其性能评价的一项重要指标。基于准静态分析,对比研究了大轮径机器人与被动关节的机器人的越障过程,分别计算出机器人可跨越的最大越障高度、越障瞬时功率需求等参数。分析结果显示被动关节的机器人构型... 输电线路巡检机器人的越障能力是其性能评价的一项重要指标。基于准静态分析,对比研究了大轮径机器人与被动关节的机器人的越障过程,分别计算出机器人可跨越的最大越障高度、越障瞬时功率需求等参数。分析结果显示被动关节的机器人构型与大轮径机器人构型相比,具有更好的越障性能与更合理的越障能耗需求,被动关节的设计增强了机器人越障的安全性与稳定性。通过仿真与现场实验,验证了具备被动关节机器人具有更高的越障性能,为机器人的原理方案确定与设计提供了依据。 展开更多

关键词 巡检机器人 越障性能 准静态分析

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面向断股补修任务的输电线维护机器人设计 被引量：7

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作者 宋屹峰 凌烈 +1 位作者 姜勇 李瀚儒 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第7期140-143,共4页

输电系统中,架空地线断股是一种严重的线路故障,人工开展断股补修工作强度高,风险大。介绍了一种输电线维护机器人用于完成断股补修维护任务。该机器人采用视觉检测方法完成输电线路环境状态的检测,并根据当前所处环境状态完成合理的任... 输电系统中,架空地线断股是一种严重的线路故障,人工开展断股补修工作强度高,风险大。介绍了一种输电线维护机器人用于完成断股补修维护任务。该机器人采用视觉检测方法完成输电线路环境状态的检测,并根据当前所处环境状态完成合理的任务规划。机器人平台可以按照规划携带专用维护工具沿线路行走,跨越防振锤障碍靠近断股故障,并通过专用维护工具实现断股的复位与紧固。最后,机器人设计的合理性,基于环境状态检测的机器人任务规划的有效性与稳定性都通过实验得以验证。 展开更多

关键词 输电线维护 机器人 架空地线断股

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输电线路巡检图像智能诊断系统 被引量：17

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作者 傅博 姜勇 +5 位作者 王洪光 姜文东 宋屹峰 王灿灿 初金良 赵彦平 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期70-77,共8页

随着电网系统对安全性的要求不断提高,机器人等自动化设备越来越多地应用到电力巡检中,人工手段对设备采集的图像进行缺陷检测存在效率低、检测结果不稳定的缺点。为此提出并开发了一种输电线路巡检图像智能诊断系统。在系统中构建了分... 随着电网系统对安全性的要求不断提高,机器人等自动化设备越来越多地应用到电力巡检中,人工手段对设备采集的图像进行缺陷检测存在效率低、检测结果不稳定的缺点。为此提出并开发了一种输电线路巡检图像智能诊断系统。在系统中构建了分层软件结构,基于Visual Studio 2010开发环境,开发了图像导入、数据库访问、文本输出等功能模块,使用了多种检测算法,且利用ADO技术以实现对数据库的访问和修改。软件测试的结果表明该系统具有工作效率高、错误率低、界面友好等优点,适用于输电线路巡检图像的检测工作。 展开更多

关键词 机器人 输电线路巡检 智能诊断 图像处理 批量检测 数据库 分层软件结构

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基于输电线路行走越障任务的巡检机器人机构设计 被引量：9

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作者 凌烈 王洪光 +2 位作者 李树军 姜勇 宋屹峰 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第10期84-86,共3页

针对超高压输电线路巡检机器人在线路巡检中行走越障的任务需求,在分析超高压线路障碍类型的前提下,提出了一种新型的适用于线路障碍类型多且角度大的巡检机器人行走及越障机构。介绍了变距越障机构和恒力矩夹持机构的构型及结构特点,... 针对超高压输电线路巡检机器人在线路巡检中行走越障的任务需求,在分析超高压线路障碍类型的前提下,提出了一种新型的适用于线路障碍类型多且角度大的巡检机器人行走及越障机构。介绍了变距越障机构和恒力矩夹持机构的构型及结构特点,根据输电线路障碍物尺寸变化的情况,分析了双臂变距越障机构对障碍物长度尺寸变化的适应性,在分析了机器人爬坡能力的基础上设计的恒力矩夹持机构,提高了机器人的爬坡性能。最后,通过现场实验验证了该行走及越障机构设计的可行性和有效性。 展开更多

关键词 巡检机器人 变距越障机构 恒力矩夹持机构

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机器人断股捋回装置设计与作业状态分析 被引量：5

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作者 凌烈 王洪光 +1 位作者 宋屹峰 王峰 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第3期260-262,266,共4页

输电线路中架空地线断股故障严重地威胁输电线路安全,传统的人工修补需在高危环境下进行,工作强度高,风险大。一种输电线路架空地线断股补修机器人的断股捋回装置,用于架空地线断股机器人补修作业时将散落的断股捋回复位。断股补修机器... 输电线路中架空地线断股故障严重地威胁输电线路安全,传统的人工修补需在高危环境下进行,工作强度高,风险大。一种输电线路架空地线断股补修机器人的断股捋回装置,用于架空地线断股机器人补修作业时将散落的断股捋回复位。断股补修机器人本体可以依据作业流程携带本装置及压接工具沿架空地线行走,当靠近地线断股故障后实现断股地捋回与压接。最后,通过试验验证了断股补修机器人补修机构的合理性,断股捋回装置设计的可行性与有效性。 展开更多

关键词 架空地线断股 机器人 断股修复

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一种滚动密封爬壁机器人的安全吸附条件与运动特性分析 被引量：7

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作者 姜德政 胡军 +3 位作者 钟恒 王洪光 宋屹峰 袁兵兵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期2757-2764,共8页

为完成三峡大坝流道的缺陷检测,设计开发了一种滚动密封结构的履带式爬壁机器人。该机器人以柔性履带作为密封裙实现滚动密封,具备密封结构耐磨性好、通过性和壁面适应性强等特点,而长效稳定吸附是机器人设计的关键问题。基于动力学建... 为完成三峡大坝流道的缺陷检测,设计开发了一种滚动密封结构的履带式爬壁机器人。该机器人以柔性履带作为密封裙实现滚动密封,具备密封结构耐磨性好、通过性和壁面适应性强等特点,而长效稳定吸附是机器人设计的关键问题。基于动力学建模方法,提出了滑移参数等指标作为滚动密封爬壁机器人的稳定吸附条件,用于考察机器人运动状态下、特别是滑移转向状态下的吸附稳定性与运动准确性。通过讨论负压力在内的相关设计参数对机器人滑移与稳定吸附的影响,建立了关键设计参数与机器人吸附稳定性的联系。仿真与实验结果表明,所提的安全吸附条件能够作为开展爬壁机器人运动性能优化设计的理论依据,同时也为建立相应的控制模型提供了参考。 展开更多

关键词 爬壁机器人 滚动密封 耐磨性 转向力学模型 滑移参数

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一种滚动密封爬壁机器人失效分析 被引量：5

9

作者 刘志辉 蔡伟 +3 位作者 付兴伟 袁兵兵 王洪光 宋屹峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期2755-2763,2771,共10页

密封结构是保证爬壁机器人运行的核心部件,滚动密封作为一种新型密封方式,具有耐磨性好、负载大、壁面适应性强的特点,在爬壁机器人领域研究日益广泛。基于滚动密封机理,提出了典型工况下的滚动密封失效判据。通过密封机理分析确定了滚... 密封结构是保证爬壁机器人运行的核心部件,滚动密封作为一种新型密封方式,具有耐磨性好、负载大、壁面适应性强的特点,在爬壁机器人领域研究日益广泛。基于滚动密封机理,提出了典型工况下的滚动密封失效判据。通过密封机理分析确定了滚动密封结构的失效形式,对水平平动、竖直平动及转向三种典型工况下的具体失效形式进行分析,并采用动力学方法得到了关键设计参数与密封泄漏间的关系,由此提出滚动密封的失效判据。最后基于所提失效判据完成样机改进与实验,实验结果表明,改进设计提高了吸附稳定性,验证了密封失效判据的有效性与准确性。 展开更多

关键词 滚动密封 失效分析 密封失效判据 爬壁机器人

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面向超容电缆沟巡检的机器人的设计与分析 被引量：5

10

作者 刘国伟 宋屹峰 +1 位作者 吕鹏 朱正国 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第A01期143-146,共4页

针对电缆沟电力设备不便于人工巡检的问题,阐述了一种能够适应电缆沟恶劣巡检作业环境的移动机器人,并详细介绍了该机器人机构组成及其功能特点。通过对该机器人进行转向性能和越障过程分析,得到了机器人的原地转向性能、越障关键位姿... 针对电缆沟电力设备不便于人工巡检的问题,阐述了一种能够适应电缆沟恶劣巡检作业环境的移动机器人,并详细介绍了该机器人机构组成及其功能特点。通过对该机器人进行转向性能和越障过程分析,得到了机器人的原地转向性能、越障关键位姿动力学模型以及质心位置对机器人最大越障高度的影响规律。该机器人能够很好的代替人完成电缆沟日常巡检作业工作,满足电力生产的实际需求。 展开更多

关键词 电缆沟 巡检机器人 履带式行走机构 转向性能 越障性能

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面向柔性导线涂覆作业的机器人视觉检测与定位方法 被引量：1

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作者 饶成龙 宋屹峰 +1 位作者 赵娟平 王俊彭 《机床与液压》 北大核心 2023年第23期16-22,共7页

架空裸导线没有绝缘外皮的保护,容易发生安全事故,利用涂覆机器人开展裸导线绝缘化作业能够减少对人身安全的威胁。针对柔索环境下涂覆机器人运动导致柔索发生变形致使目标发生变化,提出一种面向柔性导线涂覆作业的机器人视觉检测与定... 架空裸导线没有绝缘外皮的保护,容易发生安全事故,利用涂覆机器人开展裸导线绝缘化作业能够减少对人身安全的威胁。针对柔索环境下涂覆机器人运动导致柔索发生变形致使目标发生变化,提出一种面向柔性导线涂覆作业的机器人视觉检测与定位方法,利用机械臂末端相机采集涂覆机器人的标记位置图像,实现对涂覆柔性导线作业的检测与定位。针对柔索环境下目标会随柔索的变形而发生变化的现象,基于相机标定开展图像雅可比矩阵与观察臂雅可比矩阵计算涂覆机器人的空间位置坐标,对动态变化的目标实时定位与跟踪。实验结果表明:该方法可有效对目标进行定位与跟踪,具备外部环境适应能力。 展开更多

关键词 定位跟踪 柔索环境 相机标定 图像雅可比 观察臂雅可比

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