绿化修剪车避障工作装置运动学分析

以绿化修剪车的工作装置为研究对象,通过矩阵分析法建立了工作臂矢量运动方程,完成了机械臂的运动学分析。同时,运用ADAMS对绿化修剪车的工作装置进行了运动学仿真,得到了绿化修剪车触杆的运动包络图和割草机触杆末端的位移、速度及加速度,验证了机械臂数学模型的正确性。最后,根据绿化修剪车工作装置的实际运动情况和仿真结果,推算出绿化修剪车的最大作业速度和避障时间,为后续液压系统设计和工作臂的控制设计提供了理论依据。     

基于机械臂的隧道波纹钢支护结构装配控制技术探究

为研究隧道新型波纹钢初期支护快速装配施工技术,基于隧道施工常用工业机械臂分析实现搬运装配等特定功能的控制方 法和二次开发手段。主要研究和结论如下: 1)从机械臂的计算机集成控制角度出发,提出实现工业机械臂二次开发功能(如智能 装配或搬运)的研究思路。研究中选用ABB 机器人RobotStudio 离线编程平台,完成机械臂运动算法的预编程。机械臂与计算机之 间采用PC SDK 方式进行通信,交换运动目标点等数据。在计算机端联合开发设计C#程序模块,实现网络集成控制及用户交互的 功能。2)为验证控制方案的合理性,在RobotStudio 中导入波纹钢3D 模型并搭建机械臂装配虚拟仿真试验平台,设置工作站I/ O 信 号逻辑。3)利用二次开发软件控制波纹钢搬运装配运动的仿真试验运行成功,验证了基于机械臂的波纹钢装配集成控制技术的可 行性,虚拟试验仿真数据可以为实际应用提供可靠的参考,并为未来波纹钢支护结构装配施工智能化的相关研究提供基础成果。     

喷射机械手智能控制系统与喷射路径规划设计研究

为提高隧道施工中混凝土喷射的效率与质量,减轻劳动强度并使作业人员远离喷射区域,在机械化操作的基础上,研发喷射机械手智能化控制系统,对智能化控制系统的构成、各子系统的原理与作用进行介绍。喷射机械手智能化控制系统采用全站仪作为测量仪器,采用定位算法计算隧道大地坐标系与湿喷机基坐标系之间的转换关系; 采用三维激光扫描仪获取待喷面的点云空间坐标,计算待喷面的超欠挖信息; 利用机器人学建立喷射机械手运动学模型,设计正解算法与逆解算法计算喷射机械手的空间位姿,并根据目标空间位姿反算喷射机械手各关节运动值的路径规划系统。工程实践结果表明： 智能化喷射控制系统可以对周边环境进行识别,根据识别结果规划喷射路径,并根据不同区域的超欠挖情况动态控制喷射参量。     

全地形车悬架载荷提取与强度分析

为了使悬架的结构设计合理可靠,满足设计的安全性,通过ADAMS/car建立全地形车悬架模型,选择制动工况、转向制动工况、冲击工况进行运动学仿真分析,提取全地形车悬架控制臂连接点载荷作为控制臂有限元分析的边界条件,利用Hyperworks软件对控制臂进行不同工况下的静态强度分析,研究其应力分布,为悬架控制臂优化及疲劳分析提供参考。     

基于机构运动学的多连杆悬架下控制臂优化

为实现某多连杆悬架下控制臂的轻量化设计,结合机构运动学和有限元优化方法,通过运动包络技术获得下控制臂的初始设计域,综合运用拓扑优化和尺寸优化技术确定下控制臂的优化设计方案。通过典型工况强度校核以及样车可行性与可靠性试验综合验证,实现了满足运动空间和强度要求下控制臂的正向设计。文章提出的优化设计方法能够为汽车悬架零部件的轻量化设计提供参考。     

一种单关节式机械手最优轨迹设计

提出了一种单关节式机械臂的运动轨迹优化问题,建立二阶线性系统。以机械臂末端运动相较于理想轨迹所消耗的能量最少为目标函数,将连续性轨迹离散化,通过差分进化(DE)算法对运动轨迹优化处理。结合三次样条插值法确定出连续的轨迹,利用PD控制方法,实现对最优轨迹的跟踪,使得最终运动过程中消耗的能量达到最小。仿真结果表明,该算法的轨迹优化收敛速度高,智能性强。     

基于模糊滑模法的空间机械臂系统控制研究

本文讨论了本体姿态受控、位置不控漂浮基空间机械臂系统、本体与末端爪手协调控制的混合控制问题。借助于增广变量法有效地解决系统动力学方程关于惯性参数呈非线性问题。以此为基础,设计了漂浮基空间机械臂系统的模糊滑模混合控制方案。系统数值仿真,证实上述控制方案的可靠性。     

控制臂改进型麦弗逊悬架运动学性能研究

利用多体动力学理论,在虚拟样机仿真软件ADAMS/Car中建立了传统型麦弗逊悬架及控制臂改进型麦弗逊悬架模型.通过运动学仿真计算可知、在车轮上、下跳动过程中,改进型麦弗逊悬架使车轮外倾角、车轮前束、主销内倾角,车轮转角、抬头量和点头量的变化范围更小,主销后倾角变化范围稍大,更有利于操纵稳定;与传统型麦弗逊悬架相比,控制臂改进型麦弗逊悬架运动学性能有明显提高.     

敞口式矩形顶管机设计与研究

为解决稳定地层中联络通道的机械化施工问题,研发敞口式矩形顶管机,并分别对敞口式顶管机在土体中的载荷分布特性、盾体静强度和挖掘臂的工作空间进行研究。1)基于普罗托基亚卡诺夫理论,研究敞口式矩形顶管机在土体中的载荷分布特性,构建盾体的受力模型。2)采用有限元法对盾体进行静强度分析,得到盾体的应力云图和变形量云图,验证盾体在强度和刚度方面符合设计要求。3)利用D-H 方法对挖掘臂系统进行运动学建模,得到挖掘臂末端在基坐标系中的位置矢量;应用蒙特卡洛法对挖掘臂的工作空间进行分析,得到机械臂末端的工作空间点云图。研究结果可为敞口式顶管机的结构设计和设备控制系统的搭建提供依据。     

基于CarSim与Matlab的泊车路径跟踪控制模型设计

文章针对现有自动泊车系统路径跟踪效果差的问题,首先基于车辆运动学模型和实车参数在CarSim中搭建试验模型车,并设置相应的输入变量与输出变量,然后联合Matlab设计路径跟踪控制模型,最后进行了联合仿真实验,实验结果证明了文章所设计跟踪控制模型的有效性。     

基于D-H法的隧道锚杆安装机械手机构设计

为解决隧道锚杆安装过程中效率低、阻力大、不易完全装入等问题,采用D-H法建立锚杆安装机械手坐标系。通过对机械手结构的齐次坐标变换建立机械手运动学方程,并结合工程施工参数,得出推进机构运动与机械手爪运动之间的关系,理论计算出锚杆安装机械手相关设计参数,从而设计一种新型的隧道锚杆安装机械手。该机械手安装速度为38.9 mm/s,与传统钻杆推进安装方式相比,单循环节约工时约2 h,经济优势突出。     

变宽幅分隔型曲面碎石布料器研究

在对碎石布料器工作原理研究的基础之上,对比分析了各种碎石布料器的特征和应用范围,通过力学分析,对曲面分隔型变宽幅碎石布料器布料过程中石料的运动学特性进行了分析,并就布料器的导料槽与水平面之间的夹角、布料槽的合理宽度以及布料器末端弧度等重要指标进行了探讨。提出了满足施工要求的变宽幅碎石布料器的结构原理及设计方法,并提出相应的设计要点。     

移动式喷射混凝土车操作平台的制作及在秦岭特长隧道施工中的应用

目前在地下工程喷锚支护作业中,绝大多数采用人工将喷射混凝土输送到喷锚机中,施工中工人劳动强度高、时间长、效率低、成本高等因素,往往制约着施工工序的密切衔接。通过介绍移动式喷射混凝土车操作平台的制作过程及其在秦岭隧道喷锚支护施工中的应用实例,说明移动式喷射混凝土车操作平台制造简单、设计合理及现场使用方便、移动快捷的特点,能极大地减轻工人劳动强度、节省人工、缩短喷锚时间、提高施工效率。移动式喷射混凝土车操作平台可供其它工程借鉴与探讨。     

漫谈矿山法隧道技术第二讲——喷混凝土

阐述了各国对喷混凝土初期强度的要求和日本的相关研究,强调在今后的隧道施工中,必须强化对喷混凝土初期强度的测试,积累有关初期强度的数据,摸清楚初期强度与变形控制的规律。喷混凝土最佳配比是确保喷混凝土质量的关键,介绍日本建议的确定喷混凝土最佳配比的试验施工流程,提出应建立喷混凝土生产线。比较详细地介绍了国外,尤其是日本对喷混凝土机械的研制及应用情况(包括:分离式喷射系统,一体式喷射系统,长臂喷射机,双喷嘴喷射机等),认为提高喷混凝土施工机械化水平,实现快速及时喷混凝土,对保证施工安全有重要作用,是保证喷混凝土质量的关键之一。列举了各国应用纤维喷混凝土的现状,认为合适的纤维补强材料可以取代金属网,应当尝试,以简化作业程序、提高喷混凝土速度和质量。介绍了日本青函隧道对喷混凝土的耐久性进行的长达40年的调查情况,认为青函隧道的喷混凝土保持了长期的耐久性。最后强调,强化对喷混凝土技术的研究和机械的开发,是目前急需解决的重要任务之一;如何确保喷混凝土的初期强度,如何建立喷混凝土生产线,是今后在施工中应予以关注的问题,这2个问题不解决,就不能确保喷混凝土在初期支护中发挥其应有的功能。     

新型视觉区域智能车辆导航控制器设计

简要介绍了基于机器视觉导航区域智能车辆(CyberCar)的导航原理和组成。首先采用逆M序列作为辨识输入信号和最小二乘算法得到车辆转向系统的系统辨识特征方程,结合预瞄运动学模型和车辆二自由度转向动力学模型,从而建立车辆基于视觉预瞄的转向动力学控制数学模型,根据线性二次型最优控制理论得到状态线性反馈的最优控制规律。通过仿真分析和试验,验证了最优控制器在CyberCar户外路径跟踪过程中平稳、可靠。     

早强型喷射混凝土在郑万高铁巫山隧道中的施工试验

在郑万高铁巫山隧道建设中，为降低施工综合成本，提升喷射支护效果，加快工程进度，对采用早强型速凝剂与喷射混凝土纳米掺合料制备的早强型喷射混凝土开展工程试验研究。结果表明： 1）同普通喷射混凝土相比，早强型喷射混凝土一次喷射厚度提高33 mm，回弹率降低14.5%； 2）30 m隧道喷射施工可节省原材料费用2.77万元，节省工序时间24 h，经济效益显著。     

新型挤压泵式湿式混凝土喷射机的研制

介绍国内湿喷机的使用现状及2种主要机型使用中存在的问题,重点阐述了PS4J湿喷机的技术途径和结构原理,对如何提高挤压胶管的使用寿命进行了研究,给出了挤压胶管中心弯曲半径的估算方法,叙述了挤压泵脉冲的改进方法及本机与JD-150混凝土搅拌机的配套特性,陈述了本机的综合技术性能。