介绍了一种双臂四轮输电线路巡检机器人系统,机器人系统由地面基站和巡检机器人本体组成,地面控制基站和巡检机器人之间采用无线通讯方式,实现数据与图像的无线传输。详细分析了机构构型及结构特点,机器人由前、后手臂及控制箱体三部分组成,每个手臂上均包括行走机构、翻转机构、俯仰机构、夹紧机构及回转机构,并对机器人跨越防震锤和单悬垂金具等障碍物的越障过程进行了详细分析,采用遥控与局部自主相结合的设计思想,设计了机器人的控制系统,并基于Windows软件平台设计了人机交互平台。试验结果表明机器人具有爬坡角度大,越障能力强,行走时保护性好等优点。

针对双臂服务机器人运动学的逆解问题,根据其构型特点提出一种逆运动学求解方法。首先,根据机械臂的结构特点,采用标准DH法对其进行建模,得到双臂的正运动学模型,同时采用逆变换方法将机械臂的姿态用欧拉角表示,进而得到机械臂位姿的一组广义坐标;然后,采用几何法和坐标系投影法对双臂6R机器人进行逆运动学求解,经分析计算后最多可得8组封闭解,并选取最优解;最后,基于MATLAB建立双臂的3D仿真运动平台,验证了逆运动学求解的正确性,为机械臂的轨迹规划和避碰奠定基础。

针对双臂6R服务机器人的协作空间问题,根据其构型特点而采用蒙特卡洛法和遍历搜索对比法进行分析。首先,根据机械臂的构型而采用标准DH法对其搭建模型,进而算得双臂的正运动学方程;然后,采用蒙特卡洛方法得到双臂各自的工作空间;接着,运用遍历搜索对比法求得双臂的协作空间,并且通过运动学逆解法求出协作空间内双臂关节角的范围;最后,应用MATLAB工具箱搭建仿真平台,并编写算法进行仿真分析,验证了上述分析的正确性,并为后续的协调操作和轨迹规划奠定基础。