垃圾转运车机械臂上料机构设计难点分析

通过对国内外垃圾成分以及收运模式的差异以及抱桶手爪设计分析,说明了垃圾转运车机械臂设计中的需要满足的条件和设计难点。分析出抱桶手爪设计时需在不破坏垃圾桶的条件下完成重载垃圾桶的上料工作是机械臂上料机构设计的关键点。     

喷浆机器人自适应喷涂路径规划研究

为解决目前喷涂作业过程中环境精确感知难、喷涂效果评价难、喷涂路径规划复杂等问题，针对感知识别与路径规划技术进行研究。由于传统喷浆设备喷涂误差累计及不确定性，造成每环喷涂质量参差不齐及回弹量、剥落量居高不下，采用基于轴线归一法的隧道模型构建和多工序扫描策略，实现隧道环境识别、车体定位和喷涂质量感知，提高喷浆机器人外部环境感知能力； 针对传统喷浆设备对多变复杂异构隧道适应能力差，导致无法灵活调整喷涂轨迹问题，提出多工况感知识别及路径规划策略，研究设计最优喷涂路径规划、减少直喷拱架的连续喷涂路径规划方法，降低喷浆机器人与隧道开挖工法的耦合性。在郭达山隧道、任家沟隧道等项目应用，感知识别断面拱架准确率达93%，定位精度、臂姿解算补偿误差控制在50 mm以内，验收质量合格情况下综合回弹率降低至11.9%。     

湖北工业机器人阔步向前

湖北省副省长许克振指出，湖北是装备制造业大省，具备发展工业机器人的坚实基础和良好环境，在工业机器人基础理论研究、研发设计、生产制造、集成应用及核心技术方面已处在全国前列，推进工业机器人产业发展，将进一步促进湖北省装备制造业结构调整和产业转型升级。     

机器人型号及负载对生产节拍影响的研究

针对主流品牌机器人，结合实际项目，深入分析了生产节拍影响因素、不同功能、不同型号机器人动作时间差异及其对节拍的影响、机器人在静载和动载状态下负载分析方法。通过理论计算及实际项目验证结果为，在相同的运动范围内，大负载机器人运动时间是常规载机器人的1.5倍甚至更多。根据分析给出推荐的重载机器人运动时间标准及机器人选型负载冗余设计方法，阐述了在机器人选型过程中的一些误区和应对措施。     

基于Udwadia-Kalaba方程的交通锥机器人编队摆放控制方法

针对交通锥摆放问题，以一类装有标准交通锥模型的移动机器人为研究对象，提出一种新的编队摆放动态控制方法。该方法根据编队摆放条件，构造出交通锥机器人编队摆放的运动学约束，并将编队摆放约束视为控制目标。基于Udwadia-Kalaba方程，建立满足编队摆放的动力学模型，设计基于模型的编队摆放控制器。研究结果表明：所提控制方法能够实现交通锥机器人的编队要求，可进一步解决当前交通锥有序摆放问题。相较于基于领航者-跟随者模型的模型预测控制和基于神经动力学反步控制，所提出的基于模型设计的控制方法，具有编队距离误差收敛速度快和扭矩易于优化等特点。并借助MATLAB仿真软件和物理试验平台，对所提控制方法进行了仿真与试验验证，实现了三角形工况以及直线工况下交通锥机器人的编队摆放控制。试验结果验证了该控制系统的实用性和有效性，为交通锥的摆放提供了一个新的研究思路。     

人形机器人在教育中的应用研究

人形机器人的开发和普及是当前机器人研究的热点。本文首先在现有研究的基础上，给出了人形机器人的概念以及目前发展的状况；随后通过与其他类型机器人的对比，分析了人形机器人在教育中应用的优势及其在学生能力培养方面的作用；最后分析了人形机器人在教育应用过程中存在的问题，并给出了初步的解决措施。     

基于B/S的汽车驾驶机器人远程故障诊断系统

讨论了基于B／S的汽车驾驶机器人远程故障诊断系统的结构和功能，研究了故障专家系统的设计，并给出了系统实现的关键技术。     

水下结构检测爬行机器人的设计与分析

针对大坝、桥梁、大型水下管线等水下结构环境复杂、检测难度大等问题，提出了一种具有一定避障及壁面过渡能力且可适应复杂壁面的水下结构检测爬行机器人。首先对机器人整体结构进行设计，通过采用轮足式结合的轮足结构和具有旋转自由度的吸附结构的相互配合的设计，提高了机器人对复杂壁面的自适应能力；其次以圆形截面桥墩为例，利用流场仿真分析了机器人吸附在壁面时，桥墩附近流域的流速和压力分布情况；再者对机器人的运动状态及稳定性进行分析，通过建立摩擦力和抗倾覆力矩计算公式得到机器人的正常工作条件；最后对机器人结构摩擦性能和样机进行测试和试验验证。结果表明，该机器人在一定程度上具有对复杂环境的抗性和复杂表面的适应性，可用于水下结构的检测工作。     

点焊机器人焊钳的设计

点焊机器人焊钳是继手动焊钳和自动焊钳之后又一新型焊钳，它对机器人的使用效果和潜能的发挥着重大影响。通过对点焊机器人焊钳四种独特的具有自动补偿功能浮动机构的设计，实现了机器人焊接无法达到的自动调节施焊及电极磨损后的自动调整功能。     

融合感知特性的道路铺装结构设计体系研究综述及应用展望

为促进道路基础设施的智能化,实现道路铺装结构的智能感知功能,综述了融合感知特性的道路铺装结构设计体系的研究进展和发展趋势。首先归纳了道路铺装感知信息组成,包括路域环境感知、车辆荷载感知、路表功能感知和结构响应感知,在此基础上,提出了道路铺装结构分级感知设计思想;针对目前道路铺装感知设计不完善的问题,初步构建了融合智能感知特性的道路铺装结构设计体系;最后提出了融合智能感知特性的道路铺装结构设计和应用中存在的问题,并对其发展和应用前景进行了展望。研究结果表明：道路铺装结构的感知设计应综合考虑道路等级、区域环境、服务需求、工程造价和发展趋势等因素,依据“安全优先、分层递进”的思想进行分级设计,融合智能感知特性的道路铺装结构设计体系应涵盖感知系统、材料设计、布设组合、感知性能保持、计算理论和设计指标及要求等内容;在融合智能感知特性的道路铺装结构设计和应用过程中,存在着感知特性的设计内涵不明确、感知技术的实施标准不统一、感知铺面结构的性能保持技术不健全和感知数据处理与应用不标准等问题,未来其在公路长期性能观测科学网的建设、道路科学合理养护决策的制定和适用于中国的长寿命路面设计方法的研发等方面具有广阔的应用前景。     

基于Robcad的机器人滚边仿真研究

针对传统机器人滚边仿真设计软件功能不完善,现场机器人调试需要对机器人路径做较大更改,以致精度不高的问题,对机器人滚边仿真做了系统研究。以车身门盖上的机器人前盖滚边工位为例,应用西门子Robcad软件,对机器人滚边方案进行了规划,完成了滚边工位的机器人仿真,验证了方案的可行性。同时,应用Robcad的OLP(Off-Line Program)功能导出滚边离线程序,并将程序下载到现场机器人进行修正后直接用于调试,修正后的效果达到了设计要求,通过多个项目已证明了此方法的实用性和可靠性。并对该仿真技术进行了总结和展望。     

悬索桥机器人巡检技术研究

针对悬索桥大尺度、结构复杂、检测盲区问题，采用BIM技术对悬索桥的机器人巡检技术进行探讨。根据悬索桥结构特点、机器人特点分析了悬索桥检测要点及机器人总的巡检实施流程，研究了机器人在巡检中坐标系建立、路径规划问题，利用Matlab开展了巡检仿真模拟，通过悬索桥BIM模型获得待检区域索塔的基本信息并建立栅格地图，推演无人机、爬壁检测机器人等的合理检测路径，进而探讨了主梁及主缆的检测路径。研究表明，采用BIM技术有助于实现悬索桥多机器人检测的全局规划，可提高巡检效率和覆盖率，从而保证检测数据的完整性，是机器人巡检的必要方法。     

内饰感知质量设计及验证概述

随着汽车工业的发展,感知质量越来越被用户重视,汽车设计中更加注重感知质量提升。文章通过案例对比和分析,分别从外观、气味、触感、声音和便利舒适性等方面,梳理论述了内饰感知质量设计要点。明确了内饰感知质量设计方法,提出了具体的设计验证确认手段虚拟评审和现实评审,特别是内饰硬模验证方法。对汽车内饰感知质量设计提升给出了具体措施,丰富了此领域设计方法,对行业发展提供了有效解决方案。     

一种小型家用服务机器人方案设计

家用服务机器人是未来机器人研究和应用的主要发展方向。与工业机器人完全不同,家用机器人既可以充当家庭保安,也可以具备娱乐功能、清洁功能,其使用者定位于普通人。本文设计的小型家用服务机器人系统主要由运动控制单元、导航与定位单元、传感器单元、智能监控单元和人机交互单元组成。本文主要从方案设计的角度,阐述在设计过程中涉及的各关键技术。     

欧洲推出具有智能导航功能的地下机器人原型 可自主进行钻探作业

正近来,西班牙某大学牵头的一项研究推出一款具有智能导航功能的自主地下机器人系统原型。该机器人系统由地面连接器和自主地下机器人2部分组成。前者带有可测量地形的地质雷达,主要用于感知地下障碍物;后者则用于开展钻孔作业。一旦地面连接器(安装有该项目所开发的专门软件)探测到地下土壤,系统便会制定出一套工作计划,同时将给出钻孔作业的入口点和出口点。接下来的任务便是将机器人放置在指定地点,开始进行钻孔作业。     

机器人也是“人”

在现代数字化不断发展的汽车制造业中，机器人的应用领域越来越广泛，越来越高级，机器人将成为汽车产业，以至社会上另类的“人”，它将与我们的工作和生活融合在一起。我对机器人的认识，更多的是从汽车产业实际应用与研究中得到观察和启示。我记得有一次在美国通用汽车公司研究院参观时，在一个实验室里，研究人员把半吨重钢柱放在小型机器人手上，然后举到一定高度，在指令下，机器人将钢柱围绕一米的圆形迅速的转过来，并放到原位上。这360度的转动只用了两秒钟，而且放下位置的误差不超过几微米。工程师还让我看正在研制中的超多工位自动化冲压装备的计算机影像。长数十米的冲床设想可进行多面自动加工，即有直冲，也可横冲。     

机器人“造”汽车

以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。同时，机器人的协作应用也改变了汽车制造的方式，它是汽车制造技术发展的又一个明显的标志。     

一种适用于机器人换刀的新型滚刀刀座设计与分析

针对传统刀具更换动作复杂、机器人无法快速拆装刀具的问题，分析传统刀具卡块式紧固方式的受力特点，进行联动传动链与结构尺寸综合设计，开发一种连杆闭锁刀具紧固结构，实现机器人一次动作完成刀具快速拆装。利用有限元技术和接触理论，建立刀座紧固力学模型，研究刀座设计参数对刀座结构性能和紧固性能的影响关系；通过ANSYS Workbench平台，分析掘进工作状态下刀座应力分布和变形量，验证新型刀座静强度可靠性。经分析，新型刀座能够实现机器人一次位姿调整下刀具快速拆装，且满足掘进机施工对刀座系统的力学性能要求。     

基于多元数据感知的路面服役韧性评价技术

随着中国道路建设由增量模式转为存量模式，道路大规模管养时代已经到来。应用感知设备获取数据和评价路面服役韧性是交通强国战略背景下的研究趋势。首先，分析了影响路面服役韧性的内、外部影响因素，评价了既有路面服役韧性评价指标的不足。在此基础上，提出了路面服役多元感知体系的构成，主要包括交通荷载感知、路表环境感知、路基状态感知和路面服役状态感知，并根据感知设备的类型，探讨了基于深度学习神经网络的输入参量、输出参量及相关技术路线。为长寿命道路研究拓展了新思路，对实现道路健康的全过程、智能化、主动式管理，提升道路基础设施韧性有一定借鉴作用。     

智能感知道路专栏导语

随着互联网、云计算、大数据等信息技术的发展，人们对交通基础设施智能化的需求更加迫切。以服务未来智慧交通为目标的智能道路基础设施成为了当代交通领域发展的重要方向，其中，智能感知是智能道路基础设施研究方向的基础和前沿。智能感知道路是通过特定的感应通讯、数据网络和材料结构系统设计，实现具有主动感应、自动辨析、自主调节和动态指示等服务功能的道路基础设施。智能感知道路对路面环境、力学、交通等状态的感知研究，可为评价道路服役状态,降低安全风险提供保障；对路面诊断修复的研究，可为延长道路使用寿命，降低养护成本提供依据；对路域能量转换与采集的研究，可为交通能源融合发展，实现节能减排的战略目标提供借鉴。智能感知道路研究对于我国道路基础设施服务水平的本质提升和交通强国建设与发展具有重大而深远的意义。
近年来，众多学者在道路基础设施感知信息解析，多源数据处理，感知材料设计和智能铺装结构设计等方面取得了丰富的成果，为提高我国道路基础设施智能感知水平和加快交通基础设施智能化发展提供了重要的理论指导和技术支持。为充分展示智能感知道路领域的最新研究成果，引领该领域的发展方向，推动理论与技术创新，《中国公路学报》编辑部邀请长安大学蒋玮教授、哈尔滨工业大学徐慧宁教授、北京航空航天大学李峰教授、东南大学马涛教授、同济大学朱兴一教授、武汉理工大学刘全涛教授作为组稿负责人，共同向该领域的知名专家、学者约稿，出版本期“智能感知道路”专栏，回顾、总结和推广我国智能感知道路领域的最新成果，展望该方向的发展趋势。本专栏共收到相关理论、技术、方法、试验研究及综述等论文40余篇，最终录用9篇。研究内容集中于以下几个方面：
（1）综述。梳理总结了感应充电路面技术、融合感知特性的道路铺装结构设计体系、冰雪路面摩擦特性与运营风险管控等方面的最新研究成果和发展趋势。
（2）自感知道路及其配套的感知系统技术。主要内容包括：路面低温变色复配物的制备及热色特性研究、环氧树脂基自发光路面材料设计与性能研究、基于分布式光纤的混凝土路面振动场感知与解析等。
（3）自修复路面及其诊断系统技术。主要内容包括：石墨烯微胶囊沥青双机制愈合机理研究等。
（4）自俘能路面及其能量转换系统技术。主要内容包括：基于应用环境的路用压电俘能单元尺寸优化与性能评价、智能道路无线充电系统耦合线圈互操作性分析等。
智能感知道路相关理论、材料、结构的研究，将有力地推动我国以智能为重要特征的新型交通基础设施的理论研究与工程实践，为加快交通强国建设提供有力支撑。《中国公路学报》将持续关注该领域的国内外最新研究进展，以期为广大专家、学者及工程技术人员提拱学习、交流的平台，促进我国智能道路基础设施领域的高质量与可持续快速发展。