针对如商业广场、学校等人口密集区域的安检巡逻任务重、安检巡逻人员严重不足的问题,自主设计研发了一款轮式巡逻机器人(YB-SP)。YB-SP利用Faster-RCNN视觉技术并结合改进的目标特征识别算法对裸露在外的治安管制刀具等进行实时目标识别,将现场情况实时传送至控制端,实现对异常和危险情况的实时反馈和跟踪,有益于远程部署和管理,提高了巡逻效率。YB-SP成功地进行了在不同场景下对管制刀具的识别试验,结果表明YB-SP机器人能很好的对管制刀具进行识别检测,并能达到安防巡逻机器人的特种要求,具体较高的推广应用价值。

针对杯形谐波减速器复杂的装配变形和应力分布,基于ANSYS软件建立有限元分析模型,分析谐波减速器在装配和加载过程中的应力和变形规律。研究结果表明:波发生器与柔轮装配时,柔轮和轴承外圈产生了不同程度的倾斜;刚轮与柔轮装配后,柔轮和轴承外圈在长轴位置的最大径向变形量分别相比前者减少14.1%和9.1%;随着负载的增大,柔轮应力增长趋势为变斜率上升,153 N·m后柔轮应力加速上升,斜率约为0.354;通过三维应变测量系统对柔轮装配变形进行测量,实验与仿真结果基本一致。研究结果表明柔轮、轴承和刚轮对谐波减速器应力和变形分布都有较大影响,其为谐波减速器的设计、使用和性能试验提供数据支撑。

针对中空型谐波减速器柔轮在装配过程中的接触应力和变形分布问题,基于ANSYS软件对柔轮的装配进行有限元分析,仿真柔轮装配后的变形和应力分布。分析结果表明:柔轮在波发生器作用下,齿圈与筒体的连接处以及轮齿末端根部产生应力集中现象;进一步刚轮完成装配后,由于刚轮的约束,柔轮齿圈会产生弯曲变形,使柔轮应力进一步增大,应力增大11%。运用三维光学变形和应变测量分析系统对柔轮装配过程进行了测量,实验结果与仿真基本吻合,验证了该仿真分析的准确性。研究结果显示谐波减速器柔轮装配中产生的最大Von Mises应力达到622 MPa,对其可靠性寿命有较大的影响,对谐波减速器的设计及运行提供了数据支撑。

针对灾后现场地形环境复杂且危险J生大的特点，提出一种基于机器视觉的灾后救援机器人（RWTT-I）系统。机器人由视觉控制系统、两个相同的可变形双曲柄（parallelogram double crank，PDC）模块和轮履替（replaeeable wheeltrack，RWT）模块组成。每个PDC模块都可以独立的通过变形越过台阶、壕沟等障碍物，RWT模块在驱动力作用下能以轮式和履带式两种运动模式在各种地形环境下运动，通过视觉系统确定障碍物的位置尺寸来控制机器人调整PDC或RWT模块来越障救援。机器人系统成功的进行越障实验，表明了其越障性能能够满足灾后救援机器人的项目要求。具有很大的应用价值和推广意义。