面向电厂管道的攀爬机器人运动规划与仿真

• 作者: 寇重光 游鹏辉 肖晓晖 谢涛 陈潇
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 管道攀爬机器人 运动规划 运动学 仿真分析
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 机械工程 ? 控制科学与工程
• 页码范围: 1936-1943
• 页数: 8页
• 分类号: TP242.2
• 字数: 4198字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2018.08.014

摘要

针对电厂管道检测作业,围绕多屏平行管道环境中直管、管间和管屏间的攀爬作业需求,设计一种5自由度攀爬机器人,并进行运动规划分析.首先,分析运动需求,确定攀爬机器人的构型;其次,针对直管攀爬、管间过渡和管屏过渡的攀爬运动进行规划,提出3种步态;之后,采用基于D-H法建立的机器人运动学模型,采用逆运动学求解对应位姿点的关节角度;再通过5次多项式插值得到角度-时间序列;最后,采用ADAMS虚拟样机技术进行仿真,分析攀爬过程中的能耗及各关节的受力情况.研究结果表明:所规划的步态能够满足运动需求;直管攀爬中随着步距由50 mm增大至150 mm,机器人最大转矩增加17.76％,总能耗降低39.94％,在保证关节转矩足够的情况下可通过增大步距以降低能耗;各工况中,管间过渡的旋转关节与管屏过渡的夹持手爪所需力矩最大,在步态优化与样机设计时需重点校核.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖晓晖	武汉大学动力与机械学院	49	553	11.0	23.0
2	陈潇	武汉大学动力与机械学院	9	28	3.0	5.0
3	谢涛	武汉大学动力与机械学院	4	4	1.0	1.0
4	游鹏辉	武汉大学动力与机械学院	5	11	2.0	3.0
5	寇重光	武汉大学动力与机械学院	1	0	0.0	0.0