坞内船舶外板喷涂机器人多功能创新设计

采用专利挖掘策略的气泡图模型,分析了船体外板喷涂机器人的技术疏密区,进一步,引入积极参数和消极参数建立了改进TRIZ模型,进行了技术补充分析,获得了更加详细的功能。以专利分析结果中技术稀疏的漆雾回收功能为例,利用改进TRIZ模型,详细设计了增加真空罩防护等措施方案,并申请了专利,并将此方法推广到专利分析的其他技术稀疏功能。结果表明：通过建立一种基于专利分析与改进TRIZ的组合方法,可实现船舶外板喷涂机器人多方面功能的创新设计。     

船体清洗机器人的开发现状与展望

从船坞内作业和水下作业这两个方面对目前国内外所有船体清洗机器人的开发现状进行系统全面的介绍,包括超高压爬壁除锈机器人和水下船体清洗机器人,突出水下船体清洗机器人的发展优势。将现有的水下船体清洗机器人按磁吸附、真空负压吸附、推力吸附、复合吸附等吸附类型进行分类,具体针对各类吸附移动对其结构功能设计的优缺点进行分析比对。最后,总结吸附性和灵活性难统一、船体复杂壁面难适应和废水废渣难回收等技术难点,针对存在的问题提出推力磁轮复合吸附和水射流清洗技术相结合的创新设计建议,并对多功能化、高智能化、自主性强的多机器人编队协同作业的船体水下清洗发展进行展望。     

用于提高修船效率的绳牵引并联机器人之设计

随着世界修船业的繁荣,中国修船业飞速发展,但也存在不少问题,其中之一就是由于技术水平和装备落后导致修船的效率不高。飞毯是由美国国家标准局提出,它是一个能有效提高修船效率的基于Stewart平台的绳牵引并联机器人。在给定干船坞尺寸参数的情况下,文章设计一套可用于维修11000t级江海直达货船的绳牵引并联机器人系统（即飞毯）;着重介绍其主要部分的布局设计,并探讨其自动化控制策略;为以后飞毯的研制打下理论基础。     

舰船除锈喷漆机器人的研究与设计

为了改进舰船修造行业除锈、喷漆工作落后的、传统的人工作业方式,设计了一种具有除锈、喷漆功能的机器人装置。该机器人采用直角坐标和柱坐标相结合的设计方法,通过主从遥控控制或自动轨迹规划控制,能够实现平面和曲面作业。详细介绍了该机器人的本体结构、驱动方式和控制系统构成,并对机器人自动工作方式的轨迹规划作了阐述。实践表明,使用该机器人代替人工作业,不仅可以减轻操作工人的劳动强度,还可提高工作效率和施工质量,具有较强的应用价值。     

机器海豚的运动学及动力学建模和仿真

模拟海豚的背腹式运动机理开发新型的水下航行系统,将是微型智能潜艇发展的一个方向。作为基础性理论研究,本文以海豚背腹式摆动推进方程为基础,应用坐标变换的方法,建立了描述海豚尾鳍俯仰-沉浮运动的数学模型,在此基础上结合茹科夫斯基举力定理建立了机器海豚的动力学模型。运用Matlab软件对这第一个模型进行了仿真研究,分析了运动学参数ψ对海豚推进性能的影响,讨论了这个参数的最佳取值ψ≈90°。此项研究为机器海豚的设计实现提供了理论依据,同时有助于进一步认识和研究海豚的运动机理。     

船用管-法兰机器人焊接工艺技术研究

介绍了国内首条船用管-法兰机器人焊接生产线的系统组成及特点,重点论述了管-法兰机器人焊接工艺．研究表明：采用机器人焊接能适应国产管材尺寸偏差大和椭圆度大的现状,并降低了管道上料的位置要求;焊缝成型美观,大大提高了焊接质量的稳定性;与单人单枪的手工焊相比,工作效率提高5倍以上．     

基于蠕动原理拱泥机器人方案研究

本文针对目前沉般打捞作业中潜水员手工攻打千斤洞的现状,首次提出了拱泥机器人的概念。它基于蚯蚓在泥土中爬行的运动机理,可以在水下泥土环境中按预定轨迹从沉船底部一侧向另一侧蠕动爬行,并随时根据检测到的位置和力信息调整运动位置和姿态。将地下穿孔机的冲击原理与蚯蚓的蠕动机理相结合,提出了一种头部冲击式的拱泥机器人的方案。研究了拱泥机器人的运动控制与位姿检测方案,并建立了拱泥机器人在水下泥土环境中作业的力学模型。     

机器人装配中轴和孔插装的装配力分析

给出了在机器人装配中轴孔装配的仿真模型,从力学角度对轴、孔装配过程的柔顺机理进行了理论分析,并用FORTRAN语言模拟轴、孔装配过程中装配力的变化,分析间隙、倾角、侧向偏差等各种因素对装配力的影响,用ORINGIN软件绘制出装配力的变化曲线,为基于力信息控制的机器人主动柔顺装配提供理论依据.     

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%。     

坞内船舶外板喷漆爬壁机器人设计

伴随计算机控制技术的高速发展,通过喷漆机器人离线编程的方式来规划喷枪运动轨迹进行喷漆作业已成为现实。本文中设计一种船舶外板喷漆爬壁机器人,以代替人工高空喷漆作业。通过竖直壁面静力学分析,确定负载、单个磁吸附单元磁力与壁面角度之间的关系。通过行走机构分析,研制爬壁机器人样机。结果显示,该机器人搭载喷漆工艺设备满足船舶外板喷漆的工作要求。