一种搜救机器人的设计与越障分析

为了解决现有履带式煤矿井下救援机器人质量偏重、机动性较差的问题,采用轮毂电机为动力,设计了一款具备检测功能的双摇臂搜救机器人。根据双摇臂履带机器人的整体结构,结合事故后井下地形和障碍物的构形特点,得出了障碍物的简化模型,采用D-H法分析了机器人的最大越障能力,利用Solidworks软件对机器人进行了建模并在Adams中进行了仿真,结果表明所设计的机器人能够实现对理论最大障碍物的跨越,验证了在保证搜救机器人越障能力的前提下,由减轻机器人重量来提高其机动能力的可能。     

矿井中多机器人搜救系统路径规划

矿难发生后,井下通信设施可能已有一定的损害、无法正常使用,因而无法知道被困人员的确切位置并且井下环境复杂危险,可能对营救人员造成伤害发生二次事故。为了快速地搜索到被困人员,结合井下无线传播环境的特点,提出井下多机器人组网搜救系统,其中包括机器人自由空间环境模型的创建、机器人搜索的局部和全局路径的规划。利用MAKLINK图论理论对井下环境进行建模,并且采用Dijkstra算法规划出避障初始路径,最后依据距离改进蚁群算法节点选择得出优化的最终路径,完成搜索路径的规划。MATLAB仿真结果表明,优化的路径总长度明显优于初始路径并且改进的蚁群算法有着较好的收敛速度,可以满足多机器人搜救系统的要求。     

井下巡检机器人浮动式移动底盘设计与分析

为提高巡检机器人行走稳定性及越障性能,解决煤矿井下非结构化和复杂未知环境的安全巡检问题,提出一种浮动式巡检机器人移动底盘的设计方案。阐述巡检机器人浮动式移动底盘的结构设计及工作原理,分析巡检机器人越障过程,推导巡检机器人质心位置,得到越障高度与移动底盘位姿关系。运用ADAMS建立巡检机器人虚拟样机,模拟机器人在井下各种复杂路面行走及越障过程。结果表明：所设计的浮动式移动底盘提高了巡检机器人在井下复杂路面行走的稳定性,使巡检机器人具有平稳运行及良好的越障能力,进一步验证了井下巡检机器人浮动式移动底盘设计的可行性。     

基于移动终端的网络机器人控制系统的研究

针对在网络拥塞环境移动行走的机器人,采用PDA远程监控,提出了一种基于移动终端控制器的远程机器人监控系统方案,对其传输原理及其传输服务质量方案进行了研究,并将该方案应用于实际系统中,对基于无线Internet/Intranet系统的远程机器人监控进行了有益的探索。     

基于物联网的矿井智能巡检机器人控制系统设计

为监测矿井中存在的安全隐患,设计了基于物联网的矿井机器人安全控制系统,利用矿井顶板上的Zigbee终端节点进行压力采集及传输,通过智能机器人完成矿井瓦斯浓度、一氧化碳、温湿度等参数的采集并对顶板实现视觉监测。测试和实验证明,系统能实现机器人自主导航巡查和瓦斯、顶板等重大危险源安全预警,从而对相关事故及时响应。     

全向四驱变电站巡检机器人运动控制系统设计

为了实现变电站室内外一体化巡检,开发全向四驱结构的变电站巡检机器人。着重阐述该机器人运动控制系统的开发过程:介绍全向四驱移动平台的机械结构及运动控制系统结构,建立移动平台的运动学模型,探讨全向四驱机器人不同的运动模式并提出了控制方法。对研制的全向四驱变电站巡检机器人进行测试,验证了运动控制系统的可靠性以及控制方法的有效性。     

基于雷塞控制系统的五轴焊接机器人的轨迹规划

运用Denavit-Hartenberg方法建立了以旋转关节关节角和移动关节移动分量为变量的基于雷塞系统的五轴焊接机器人运动学模型,对五轴焊接机器人正运动学和逆运动学问题进行了求解分析;采用抛物线过渡的线性插值法对焊接机器人进行了轨迹规划,通过MATLAB Robotics Toolbox工具箱对五轴焊接机器人进行了运...     

面向大型工件的拖动示教自动喷涂系统开发

针对国内中小型企业普遍采用人工方式对大型工件进行喷涂作业,产品质量难以保证,且生产环境恶劣,危害工人身体健康这一现状,开发一套可拖动示教的自动喷涂系统。阐述由两台拖动示教机器人和一辆移动架车共同作业的自动喷涂系统的硬件布局和运行方式。基于EtherCAT技术,完成机器人控制系统的硬件平台搭建和软件架构设计,实现机器人的拖动示教和轨迹再现功能。结合机器人的运行特点,实现双机器人与移动架车整体的示教和再现功能,设计系统喷涂示教和自动喷涂的运行流程。根据企业的生产需求,搭建一个针对大型浴缸的自动喷涂系统,并投入车间进行喷涂生产。结果表明:该系统性能可靠,喷涂产品质量良好且品质稳定。     

基于黎卡提微分方程的移动机器人运动误差控制研究

针对移动机器人追踪误差较大、输入扭矩较大的问题,设计了黎卡提微分控制器,并对控制效果进行仿真验证。创建了轮式移动协同机器人,推导机器人运动动力学方程式,引用黎卡提微分方程式,设计出状态依赖性的黎卡提微分控制器。在非完整约束下,推导出机器人状态相关系数参数化和控制结构,实现了黎卡提微分控制器下的移动机械臂运动的稳定性。采用MATLAB软件对移动机器人运动输出误差和输入转矩进行仿真,结果显示:该方法解决了机器人非完整约束系统的不稳定性问题,其输出最大误差下降了42.4%,输入转矩响应时间缩短了50%。采用黎卡提微分控制器,能够提高机器人追踪输出精度和运动稳定性。研究结果为深入研究机器人控制方法提供了理论依据。     

移动机器人机械臂运动分析及轨迹规划

以自行研制的移动双臂机器人为对象,采用D-H参数建模法建立双臂机器人数学模型,利用MATLAB的Robotics toolbox工具箱建立机器人手臂关节的运动学模型,分析机器人的运动学问题和基于关节空间的轨迹规划问题。通过SolidWorks建立双臂机器人的三维模型并导入Adams仿真软件,对虚拟样机模型进行动力学仿真分析。通过仿真验证了双臂机器人的设计可以满足工作性能的要求,为评价其力学指标和后续的驱动系统的硬件选型提供了重要的理论依据。     

基于VBA的矿井通风网路解算程序开发

矿井通风系统是一个动态的系统,随着井下采掘工作面的推进,矿井通风系统也将随之而变化。为了实现通风系统的适时更新,本文利用AutoCAD中自带的VBA二次开发环境,开发了矿井通风系统的动态可视化解算程序,经实际应用表明,其具有较高的实用价值。     

基于移动焊接机器人动力学的焊缝轨迹跟踪控制

焊缝跟踪的高精度要求使得跟踪系统动力学问题愈加突出.建立了移动焊接机器人具有非完整力学系统形式的动力学模型,并设计了基于移动焊接机器人动力学和十字滑块协调控制的滑模变结构控制器,考虑了焊接机器人的惯性、电机动力学、工件表面不平度等因素对跟踪精度的影响.理论分析和系统仿真证明了动力学模型和滑模变结构控制算法在焊缝轨迹跟踪中的正确性和有效性.为智能控制方法在移动焊接机器人中离线编程、仿真和动态控制奠定了重要基础.     

谈谈昭通市铅锌矿排水系统的改造设计

通过对矿井涌水和井下原有排水系统进行分析及方案比较,对矿山排水系统进行了改造设计,介绍了本次系统改造的特点、难点和所采取的解决措施。     

单一方式运行的移动机器人技术综述

目前研发的移动机器人,根据移动的方法通常分为轮式、腿式和履带式机器人等,不同移动方式的移动机器人都有着各自的特点。通过对移动机器人进行分类,梳理并分析了单一方式运行的移动机器人的技术现状,并对不同移动方式机器人的优缺点进行论述。北京交通大学机器人技术在国内具有良好的知名度和声誉,并且机器人技术具有较高的学术水平和产学研一体化的特色,在此,根据北京交通大学对轮式、腿式、履带式移动机器人的发明和实用新型专利申请的案例进行举例分析。     

恶劣工作环境中移动焊接机器人模块化密封控制器研究

基于有效散热方法对实际生产企业用移动焊接机器人的模块化密闭控制器进行探索研究,将密闭散热系统用于双壳船体的焊接过程,测得伺服电机在满载条件下的实际峰值温度和热量分别为105.9℃和23.7 W,并根据实际制造企业的工作环境估算出其散热能力约为60.7 W。密闭容器散热方法将大大提高不同领域的移动焊接机器人的操作稳定性,尤其适用于受到大量散热和严重辐射泄漏的情况。     

基于单层神经元的移动焊接机器人焊缝跟踪方法研究

针对移动焊接机器人焊缝跟踪过程中不确定性因素造成的焊接精度不高的问题,阐述了焊缝跟踪的基本原理并得到了其误差模型,同时建立了基于速度误差的移动焊接机器人动力学模型。为缩短计算周期同时保证控制系统的自适应性,基于单层神经元网络设计了一种焊缝跟踪自适应控制器,并采用Lyapunov函数判定了系统的稳定性。通过MATLAB仿真试验验证了基于单神经元的移动焊接机器人焊缝跟踪方法具有较好的抗干扰性和鲁棒性,表明了所述方法的有效性和正确性。     

喀矿二期工程井下通风系统的建立与完善

井下通风系统与井下各作业点相联系，对矿井通风安全状况具有全局性影响，建立与完善井下通风系统足搞好安全生产，保护矿工安全健康，提高劳动生产率的一项重要措施。     

基于双目视觉的机器人快速示教系统

针对工业机器人传统示教方式存在示教难、示教慢的问题,基于双目视觉提出构建机器人快速示教系统。该系统将双目视觉模块固接在机器人末端工具上,减小示教范围限制;设计出一种带有特征板和位姿测量杆件的手持示教装置,用于对设定点进行快速位姿示教;采用最小二乘法实现特征板到位姿测量杆件末端的平移参数标定。该系统通过双目视觉模块采集手持示教装置特征板图像,并进行图像处理获得末端点的位姿信息;将该位姿信息转换到机器人基坐标系下,实现机器人示教再现。搭建川崎RS010NA六自由度工业机器人的双目视觉快速示教系统,进行空间25点的示教复现测试,机器人示教复现位置平均误差为2.427 mm;采用移动示教后,平均位置误差下降25.3%;测试结果表明该系统具备可行性,且移动示教可以提高示教复现精度。     

一种车载式船舶除锈机器人及超高压系统设计(英文)

针对目前船舶除锈设备移动不方便、在现场作业存在一定的难度的情况,设计了一种车载式超高压水射流船舶除锈设备,并对除锈机器人的控制驱动系统及受力情况进行分析,提出了选择气马达及磁铁的方法。给出整个系统的设计参数,分析了高压泵组系统、真空回收系统及空气供给系统及系统的控制原理,给出机器人转向过程中的瞬时回转半径的计算公式,便于控制机器人行走。     

移动焊接机器人的研究现状及发展趋势

将移动机器人技术和焊缝跟踪技术结合起来构成移动式的焊接机器人,在大型结构件的自动化焊接中,有着广阔的应用前景。研究了移动焊接机器人的关键技术,并对移动焊接机器人在国内外的研究现状及发展趋势进行了比较全面地介绍。