水电站引水隧洞混凝土表观检查需求大,传统检查方式存在人身安全风险高、缺陷信息判断主观、大坡度斜井段人员不易达等问题。对于此种情况,提出引水隧洞系留检查机器人系统,利用高摩擦因数的材料研制履带式移动机器人主体,使机器人具备强环境适应性。采用三维激光与多自由度云台相机相结合的缺陷检查技术,保证缺陷检查的准确性。阐述了机器人在隧洞环境中系留供电通信方式,设计了完善的长距离直流供电系统。最后搭建了机器人原理样机,并在500 m长放空状态下引水隧洞中开展了示范应用。试验结果表明:机器人可以替代人工在复杂结构引水隧洞中完成全覆盖表观缺陷巡检任务。

分析了一种车轮可以快换的抛投式侦查机器人从高处跌落的碰撞机理,探究了机器人在跌落时快换结构和整体受力情况和通过实验得出安全跌落高度。数值方法采用计算多体连续碰撞动力学模型中,求解冲击问题的能量方法。根据设计的这款抛投机器人参数应用ANSYS/LS-DYNA对机器人进行仿真实验,通过仿真实验得抛投机器人不同跌落高度,不同着地姿态下各个部件碰撞力的大小,对机器人整体以及危险部位进行强度分析。最后得出这款抛投机器人的快换结构方便、可靠;应该优化内容为车轮橡胶部分,车轴、车轴与轮毂接触处;最大允许跌落高度为大约5米。采用虚拟样机模型仿真实验的方法来优化机器人结构设计,可以减少了实物实验的失败风险,大大加快了设计速度。