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水下壁面吸附及移动式机器人传动系统的研制

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水 下壁 面 吸 附及 移 动 式 机 器人 传 动 系统 的研 制 木
袁 夫彩 王 立柱
（ 河南 工业大学 ， 州 ４ ０ ０ ） 郑 ５ ０ ７
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关键词： 传动系统； 优化设计； 机器人
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计 了磁吸 附机构和驱动装 置等 ， 决 了链传 动 中的张 紧、 解 导向和 密封等 问题 。通过 实验 ， 验证 了该机 器人 ；
传动系统可在水深 ２ｍ以浅的作业环境下工作 ，负重能力可达 ３ｋ ，运动速度可达 ８ ／ ｉ，可越过 １ ０ ０ｇ ｍｍ ｎ
２ｍ ０ ｍ的凸起障碍物， 了 达到 机器人设计的要求。
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第 ９期
２１ ０ ０年 ９月
文 章编 号 ：０ １３ ９ （ ０ ０ ０ — １ １０ １０ — ９ ７ ２ １ｄｂ ｉ ｔ ｌ ｄ ｓ ｎｍ ｔｏ ｓｔｅ ａ ｎ ｔ ｓｒｉｇ ｅ ｈ ｎｓ ｄｔ ｒ ｅ ｅ ｉ Ｆ ｄ — ｉ ｅｅｍｉｅ ｙｕ ｎ ｏ ｉ ｅｉ ｅｈ ｄ ： ｇ ｅｉ ａ ｏｂｎ ｃ ａ ｉ ａ ｅｄｉ ｖ ｅ ｅ ｅ ｓ ｇ ｐ ｍａ ｇ ｈｍ ｃｂ ｍ ｍｎ ｈ ｖ ｄ ｃ ａ
： 【 要】 人 ， 摘 机器 传动系 是水 壁面 动 吸附 机器 关 件， 机器 移 和 等 、 统 下 移 及 式 人的 键部 对 人 动 吸附 功 ：
ｊ能的实 现起着 重要的 作用。 根据机器 人的工 作要求及作业环境， 析了 分 前驱动和后驱动的特点， 确定了 ｊ 驱
动方式为后轮驱动； 建立了链传动机构的优化设计数学模型， 运用优化方法确定了 链传动的相关参数； ； 设
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机器人结构设计PPT学习课件

机器人结构设计PPT学习课件

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1—码盘； 2 —测速机； 3 —电机； 4 —联轴器； 5 —传动装置； 6 —转动关节； 7 —杆
8 —电机； 9 —联轴器； 10 —螺旋副； 11 —移动关节； 12 —电位器(或光栅尺)
伺服电机驱动关节——伺服电机+联轴节+传动装置+运动关节+反馈元件
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2.2.2 驱动装置的类型和特点
第二章 机器人的主要结构
机器人本体的结构形式
机 器 人本体
执行机构
传动装置
驱动装置
控制系统
感知系统
手 部 （腕臂腰 操部部部 作 器 ）
（ 固基
定 或
移座
动
）
电 驱 动 装 置
液 压 驱 动 装 置
气 压 驱 动 装 置
关
节
伺
处服
理 器
控 制 器
内外 部部 传传 感感 器器
1
小臂（上臂）
腕部 手部
1．卡爪式夹持器； 2．吸附式取料手； 3．专用操作器及换接器 4．仿生多指灵巧手。
53
2.4.1 卡爪式夹持器
卡爪式夹持器通常有两个夹爪，分为弹力型、回转型和 平移型三种类型。 1、弹力型夹持器
几种弹力型夹持器
54
2、回转型夹持器 开合占用空间较 小，但是夹持中 心变化。
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3、平移型夹持器 开合占用空间较大，但是夹持中心不变。
34
35
➢ 直动关节
直动关节可有两种类型；电机驱动和液压驱动。前者多采 用滚动丝杠和导柱(轨)式；后者可采用油缸驱动齿轮齿条的移 动结构。导柱(轨)起到导向及承受支承力与弯矩矩的作用。
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➢ 多关节柔性臂 多关节柔性臂也称作象鼻型或蛇型臂。其手臂由多节串联
工业机器人 吸附式末端执行器

工业机器人 吸附式末端执行器

由于航空工业中所采用的材料大都是各种铝合金, 因此真空夹具较多用于飞机制造。
垂直旋转吸盘机
知识准备
一、吸附式末端执行器概述
3.真空系统的工作原理：
如图所示，当起动真空泵1时,真空罐2就被抽 成真空,通过控制阀4和真空吸盘(夹具)相连通就将 吸盘内腔抽成了真空状态,在大气压力作用下将板 状工件7吸紧在吸盘上。紧急断路开关6与机床总 停开关相连锁,当真空度低于规定值时,机床紧急停 止以防发生事故。工作完毕后,将控制阀4扳向另一 位置和大气相通,工件就自行松开。
任务实施
2. 小型气缸-——工作参数
注： 1）表中双动型即为双 作用气缸； 2）PT1/8为美制螺纹， 大径10.242，螺距 0.941 3）图中气缸上端为固 定端，下端为伸出端。
任务实施
2. 小型气缸-——安装方式
1）前法兰FA式 通过气缸前端固定螺母与法
兰固定连接，法兰可以是2孔或4 孔； 2）底座LB式
知识准备
二、吸附式末端执行器的组成
1.吸附式末端执行器的基本组成：
吸附式末端执行器是一款机械和气动技术一体 化的产品，这类产品一般由动力源、传感器、机械 结构、气动系统、执行元件组成。
系统的组成部分必须无缝地协同工作,以执行其 职能。对它们的选择必须考虑到工程和经济两方面。
卧立翻转吸盘机
知识准备
单作用式气缸—气缸只有一个方向的运动是 气压传动，活塞的复位靠弹簧力、自重和其他外力。
双作用是气缸—双作用气缸的往返运动全靠压缩 空气来完成。
知识准备
二、吸附式末端执行器的组成
4.执行元件
吸附式末端执行器的执行元件主要是 各种规格的吸盘及其相应的配件。
真空吸盘包括两部分：吸盘和吸盘座。 如图所示为吸盘、吸盘座和部分配件 的配套组合。
基于永磁吸附的爬壁机器人本体设计与研究

基于永磁吸附的爬壁机器人本体设计与研究

基于永磁吸附的爬壁机器人本体设计与研究胡凤菊;孔辉;韩双凤;刘纪新【摘要】压力容器爬壁机器人是检测压力容器壁面缺陷的移动设备，是无损检测系统的重要组成部分。

在研究磁路的基础上，结合磁路设计原理与现代设计方法，开展压力容器爬壁机器人本体结构的研究。

根据功能性要求，设计合理的行走和吸附机构，满足机器人沿壁面灵活行走的要求；重点研究永磁轮机构，利用磁路设计原理，采用轴向充磁的环形永磁体，通过合理的磁路设计，设计出新型永磁轮机构。

【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2015(000)020【总页数】3页(P150-152)【关键词】爬壁机器人;设计;本体机构【作者】胡凤菊;孔辉;韩双凤;刘纪新【作者单位】青岛黄海学院，青岛 266427;山东科技大学，青岛 266590;青岛黄海学院，青岛 266427;青岛黄海学院，青岛 266427【正文语种】中文【中图分类】TH120 引言现行的在役压力容器检验，大多数还是在设备停止运行时由人工借助无损探伤设备完成。

在停机状态对压力容器进行检测，不但会造成企业经济利益上的损失，还给工人带来了繁重的工作量，并且存在不安全因素[1,2]。

因此，开发研制满足于钢质壁面的无损检测系统代替人工进行检测工作具有十分重要的现实意义。

压力容器爬壁机器人作为载体，是整个无损检测系统的基础。

根据工作过程要求，压力容器爬壁机器人需要具备下五个方面的功能[3～6]：行走功能：在平整壁面和一定曲率球面上可以自由爬行，实现最大行走速度至少为5m/min，并可灵活自如地调节行走速度；吸附功能：能够安全可靠地吸附在钢质壁面上，并防止机器人发生下滑、倾覆危险；转向功能：在壁面的爬行过程中能够安全可靠的实现灵活的转向；越障功能：根据钢质壁面焊缝的特点，要求机器人行走时，可以越过壁面5mm～10mm的凸起，主要是指焊缝；驱动系统：考虑到爬壁机器人的使用灵活性，驱动系统要求质量小、反应快、体积小、力矩大。

基于仿生机器鱼技术的水下机器人研究

基于仿生机器鱼技术的水下机器人研究

基于仿生机器鱼技术的水下机器人研究水下机器人的研究和发展一直是科技界关注的焦点之一。

随着科技水平的不断提高和新技术的不断涌现，人们对水下机器人的期望也越来越高。

近年来，随着仿生机器鱼技术的发展，水下机器人领域迎来了一次新的变革。

一、仿生机器鱼技术的原理及应用仿生机器鱼研究的原理是基于鱼类的生物学特性，将其应用于机器人的设计和制造中。

仿生机器鱼能够根据自己的运动状态、环境变化等因素进行相应的调整和控制，从而达到一定的适应性、灵活性和智能化。

仿生机器鱼技术的应用领域非常广泛，包括水下探测、海洋环境监测、水下作业、深海勘探等方面。

与传统的水下机器人相比，仿生机器鱼具有更好的机动性、航行性和自适应性，能够在复杂的海底环境中执行各种任务。

二、水下机器人的研究现状及发展趋势当前，水下机器人在海洋勘探、海洋科学研究、海底资源开发等领域得到了广泛的应用。

在这些领域中，水下机器人需要具备高精度、高效率、高可靠性等特点，能够完成各种复杂的任务。

针对这些需求，科技界开展了大量的研究工作，涉及到机器人的机械结构、智能控制、材料制备等多个方面。

同时，仿生机器鱼技术的不断发展为水下机器人的研究提供了一种全新的思路和方法。

未来，水下机器人将会越来越普及和应用，随着人工智能、物联网等新技术的发展，水下机器人将具备更高的智能化和自主性，能够在更多的领域中发挥出更大的作用。

三、基于仿生机器鱼技术的水下机器人研究案例近年来，国内外的许多研究机构和企业都在开展基于仿生机器鱼技术的水下机器人研究工作。

以下是几个典型的研究案例：1. 「北京航空航天大学仿生机器人实验室」的仿生机器鱼北京航空航天大学仿生机器人实验室研制的仿生机器鱼外形逼真，能够实现自主控制、路径规划和障碍物避免等功能。

该机器鱼的研发对于提高水下机器人的智能性和机动性具有重要意义。

2. 日本东京大学研究组的多关节仿生机器鱼东京大学研究组设计的多关节仿生机器鱼由多个模块组成，能够实现自主航行、鱼群协作等功能。