混凝土喷射台车工作臂逆向运动学研究

混凝土喷射台车机械臂设计十分复杂,机械臂末端执行器工作路径的控制问题是设计的关键。为解决各关节驱动控制的问题,研究机械臂结构和执行器工作路径的关系,利用D-H法建立机械臂的运动数学模型,给出其逆向运动学解。利用Matlab和COSMOSMotion计算预定喷射路径下机械臂的杆件参数,通过虚拟样机实验仿真机械臂的运动。仿真结果满足工作要求,验证了逆向运动学解的正确性。该方法可应用于类似机械臂的研究。     

盾构及掘进流程虚拟现实系统开发

为进行盾构施工研究和降低盾构掘进现场培训给盾构施工相关人员带来的风险,采用数字样机结合虚拟现实技术以拓展传统的虚拟样机的概念,功能上具备虚拟装配、运动仿真、工作过程及各种标矢量场可视化的仿真能力,实现了盾构设备及施工场景的虚拟样机实例研究和实验室盾构操作、维护等培训。     

漫谈矿山法隧道技术第十一讲——谈隧道施工机械化

阐述我国隧道施工机械化的现状。指出： 1)我国缺乏专门研究和制造隧道施工机械的企业; 2)隧道施工机械化的水平参差不齐; 3)由于客观原因一些大型施工机械得不到充分利用,甚至弃之不用; 4)遇到施工难题没有可以选择的施工机械可以利用,制约了隧道施工机械化的发展。在一般围岩条件下,我国重点隧道的施工机械化水平,基本上能够满足施工要求;但在不良围岩条件下,机械化的差距特别突出,与预支护技术相适应的施工机械的研制和开发必须提到日程上来。重点介绍了日本的几种施工机械： 1)与围岩补强或预支护相适应的施工机械,如长钢管超前支护专用钻注一体机及搭载在台架上的液压凿岩机、控制拱脚下沉的弯曲钻机; 2)提高施工效率的施工机械,如钻孔机械（多臂钻孔台车、排钻）、喷射机械（双机械手干喷,大容量、低粉尘的新型喷射系统,长臂喷射机）; 3)单跨、双跨、三跨仰拱栈桥; 4)充分发挥施工机械综合能力的集约化施工机械,如多臂TWS（隧道机组工作站Tunnel Work Station）、移动式大功率通风除尘机。指出提高隧道施工机械化的程度,大幅度缩短单项作业的时间,发挥综合机械化的威力,确保快速施工和工程质量是当务之急,机械化或工厂化施工是大势所趋,特别是在TBM法和盾构法在我国基本上已经实现工厂化施工的情况下,矿山法隧道也应该逐步向这个方向发展,这也是时代的要求。     

基于Revit的新奥法隧道初期支护构件参数化建模研究

为推动BIM技术在新奥法隧道设计与施工中的应用，开展隧道初期支护构件的参数化建模研究。通过研究锚杆、小导管、格栅钢架等初期支护构件在隧道设计与施工过程中的特点，利用Revit进行二次开发，研究隧道构件的参数化建模方法，通过改进算法开发一种能够实现初期支护模型快速创建与自动布设的插件。研究结果表明： 通过对Revit进行二次开发，能够显著提高新奥法隧道初期支护构件的建模效率，在实际建模过程中具有很好的应用效果。     

Pro/ENGINEER下的汽车变速器装配仿真技术

对某型汽车变速器进行了虚拟装配仿真研究。应用Pro/ENGINEER装配仿真技术,实现了装配零件位姿和运动变换;利用Pro/TOOLKIT开发技术,通过人机交互界面,实现了汽车变速器装配建模和动态装配过程仿真。该方法可改善目前虚拟装配技术局限于静态装配干涉检查的状况。     

非均质地层浅埋隧道台阶法施工地表沉降控制措施研究

工程实践中大量的浅埋隧道位于软硬非匀质地层之中,笔者对该类隧道台阶法施工下穿高速公路段地表沉降控制措施进行了一系列研究.首先从已建的该类工程地表沉降实测数据人手,在计算机中仿真模拟出整个动态施工过程,反推出数值模型的各个计算参数,确保该模型的可靠度,然后利用该模型进行虚拟工况开挖模拟计算,分别对双层管棚法、双层初期支护...     

大断面隧道装配式约束混凝土施工体系研究与应用

为解决大断面隧道软弱围岩控制难题及人力施工效率低、安全性差的问题,结合约束混凝土支护研究成果,研发拱架智能安装系列设备、装配式约束混凝土拱架（FCC拱架）及相应的配套装置,形成大断面隧道装配式约束混凝土施工体系。开展FCC拱架机械施工过程力学模拟试验,对拱架机械施工过程中的变形及受力进行实时监测,明确拱架机械施工过程力学特性,提出增设肩部节点区抗弯护板的加强措施,进行装配式约束混凝土支护机械化施工现场试验,分别对隧道围岩收敛变形、围岩与初支接触压力、加强后的拱架内力分布特征与规律进行了研究。结果表明：在FCC拱架自重及机械施工双重影响下,拱架肩部节点区变形产生突变,发生明显的应力集中,为受力变形关键部位;加强后的FCC拱架现场举升安装过程中未见有明显的变形;现场试验段围岩偏压现象明显;上台阶围岩变形及受力呈现三阶段波动增长,以拱顶及拱肩部位波动最为强烈;拱架受力整体呈现"上大下小"的特点,最大应力值出现在拱顶外侧,其次左拱肩部位;机械化施工能够有效提高施工效率及装配化水平,保障施工安全可靠,有效控制大断面隧道围岩变形,可为类似工程建设提供借鉴。     

Ⅳ级围岩隧道大型机械化施工与安全步距分析

根据《公路工程施工安全技术规范》(JTG F90-2015)相关规定,Ⅳ级围岩隧道施工的安全步距不得超过50m,这限制了自行式液压栈桥及三臂凿岩台车联合使用。针对龙昌隧道在Ⅳ级围岩公路隧道采用大型机械化施工需要,考虑机械操作性和施工安全性,对安全步距进行了动态优化。结果表明:龙昌隧道地质条件下,采用SN锚杆符合隧道施工初期支护要求,安全步距为80m时安全储备满足机械施工要求。同时结合BIM项目管理系统,对隧道施工过程进行全方监控、整合与模拟,有效降低了隧道施工风险。     

CATIA虚拟装配及运动仿真在汽车加速踏板控制器设计中的应用

本文以汽车加速踏板控制器的方案设计为例,在CATIA软件中对其零部件进行建模、虚拟装配、运动仿真等操作。对如何利用CATIA进行虚拟装配模型的建立、实现运动仿真等进行初步探索。     

基于Pro／E的多锤头破碎机工作装置的三维实体建模和运动仿真

多锤头破碎机是水泥砼路面碎石化技术的关键设备.文中运用Pro/E计算机建模技术进行多锤头破碎机工作装置的三维实体建模和虚拟装配,实现了产品的虚拟设计和运动仿真,提高了设计的科学性及效率.     

基于点云数据的大型复杂钢拱桥智能虚拟预拼装方法

基于点云数据的虚拟预拼装主要包括点云数据采集、拼接控制点提取和拼接控制点匹配。针对完整点云数据存在采集困难、处理成本高等问题，提出用局部点云数据代替完整点云数据进行虚拟预拼装的策略；针对目前拼接控制点提取存在依赖专用软件、效率低且主观性大等问题，基于随机采样一致性、霍夫变换等经典算法和图像处理技术提出大型复杂构件横截面和侧面点云数据的拼接控制点智能提取方法；针对拼接控制点对应关系需人工设定的问题，基于超四点快速鲁棒匹配算法、迭代最近邻算法和广义普氏算法提出拼接控制点智能匹配方法。以大型复杂钢拱桥为例，采用所提的方法对拱肋牛腿-拱间横梁节段和拱肋节段-拱肋节段进行智能虚拟预拼装。工程应用结果表明：所提出的智能虚拟预拼装方法不依赖专用软件、效率高、自动化程度好。研究成果可为钢桥施工质量和安装效率的提升提供理论和算法支撑。     

基于HiL实时联合仿真自动变速器控制系统TCU快速开发研究

建立了自动变速器模型,并集成于车辆发动机实时仿真平台Labcar-PT系统,构成了接近于实车的虚拟车辆TCU开发环境.在此基础上利用Bypass技术实现了TCU软件快速开发,并将TCU控制策略应用到实际车辆进行了道路试验.自动变速器模型实时仿真结果和实车测试结果对比表明,二者吻合性较好,基于此快速开发系统开发的TCU控制策略有效.     

基于OpenSceneGraph的隧道照明设计平台实现

针对隧道机电工程中的照明设计,使用虚拟现实技术和计算机三维可视化技术,进行三维环境下照明设计平台的开发,实现基于OpenSceneGraph的隧道照明设计平台系统。该系统可完成三维环境下的隧道照明工程设计,实现隧道灯具的实时布设与观察,并可根据布设情况进行照明仿真,且可模拟灯具布设后的隧道照明环境。     

波纹钢管廊结构设计关键技术分析与问题探讨

波纹钢管廊结构具有受力性能优、施工时间短、造价低、环保性能好等优点。为深入了解波纹钢管廊结构的承载机制、破坏特征及装配化技术、规范化断面形式、土体加固方法及措施等关键设计方法，对美国、加拿大、澳大利亚等公路、铁路工程中的排水沟、地下通道、立交工程中波纹钢管道结构的应用情况进行介绍，分析梳理波纹钢管道在国外的工程应用、规范编制、技术特征和设计施工方法，并对波纹钢管结构的荷载计算、强度验算、设计流程和方法进行详细分析。结合国内波纹钢管廊建设技术的发展需要，从建设环境、结构断面形式、装配化、围护土体加固、最小埋置深度等方面探讨波纹钢管廊建设中存在的问题及发展趋势，提出对波纹钢管廊建设关键技术的研究建议。     

视觉导航智能小车自主驾驶控制方法研究

智能车路系统通过提高单车控制智能化水平以及与交通环境之间的信息交互能力,实现车辆自主驾驶以及列队控制,从而解决日趋严重的交通问题。在智能车路系统中单车的智能控制是基础,利用模型车、无线通信网络和1/10道路沙盘模型等手段构建车路协调下的视觉导航智能小车实验平台。在建立智能小车运动模型基础上,提出视觉导航智能小车自主驾驶控制策略;通过实验分析,验证了该控制策略的准确性和可靠性。     

基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台

整车在环仿真测试方法可以安全、高效地验证复杂环境和极端工况等场景下自动驾驶汽车性能的有效性，基于此研发一种基于整车在环仿真的自动驾驶汽车室内快速测试平台，该平台由前轴可旋转式转鼓试验台、试验台测控子系统、虚拟场景自动生成子系统、虚拟传感器模拟子系统、驾驶模拟器、自动驾驶汽车和测试结果自动分析评价子系统组成。通过在试验台滚筒上独立加载转矩模拟车辆行驶阻力，可动态模拟不同的路面附着系数，同时利用坡度、侧倾和转向随动机构可模拟车辆俯仰角、侧倾角和航向角3个自由度；采用虚拟现实技术柔性集成车辆动力学模型、传感器仿真、复杂道路交通环境及测试用例仿真，模拟多种道路交通场景，并通过传感器仿真及数据融合等技术快速测试自动驾驶汽车智能感知与行为决策等性能指标。将自动驾驶汽车、虚拟仿真场景和试验台耦合构建一个闭环系统，完成了多项关键技术研发，包括：多自由度高动态试验台结构设计、虚拟测试场景自动重构方法和传感器数据模拟及注入方法，可满足在各种场景下测试自动驾驶汽车整车性能的需求。此外，为验证快速测试平台的有效性，以U-turn轨迹跟踪控制为研究实例，基于简化的车辆运动学模型和模型预测控制算法，在平台上搭建U-turn场景并对自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制算法性能进行大量测试。结果表明：自动驾驶汽车室内快速测试平台可以真实地模拟汽车在道路上的运行工况，自动驾驶汽车在虚拟场景中的轨迹跟踪效果良好，与参考轨迹的偏差小于8%，证明了该测试平台检测方法的有效性。     

智慧地下道路系统总体平台设计研究

近年来,计算机、物联网、移动互联网、大数据等新一代信息技术发展,为长大地下道路运营安全和效率提升提供了更多智慧化手段,新技术与传统基础设施结合,发展智慧地下道路是未来行业发展趋势.通过分析隧道机电系统信息化现状,与传统综合监控系统的关系,针对性地提出一套智慧地下道路系统总体平台,推动隧道运营管理和通行效率的提升.     

麦佛逊悬架总成参数对整车操控性能的影响分析

基于悬架K&C特性试验数据、整车操纵稳定性道路试验客观评价数据库资源、车轮和悬架几何定位参数测试数据及CARSIM参数化仿真技术,针对麦佛逊式前悬架的设计开发,运用试验统计学中的DOE方法分别在时域和频域内进行整车操控性客观仿真试验,并对虚拟试验结果进行参数敏感性分析,得到了麦佛逊式前悬架影响整车性能的关键总成参数及其...