船舶螺旋桨机器人铣磨系统

对船舶螺旋桨机器人铣磨系统进行研究,详细阐述系统组成、系统原理和关键技术。利用拍照式三维扫描仪获得螺旋桨叶片的形状参数信息并拟合形成螺旋桨三维毛坯模型,运用专用的模型计算软件完成毛坯模型与目标模型的比对并绘制出切削曲线,得出最佳切削量,传输给机器人系统产生铣削程序,从而使机器人以最佳切削量对螺旋桨进行铣磨。该机器人铣磨系统技术可用来解决磨削整体螺旋桨时出现桨叶间干涉和手工打磨质量低下等难题,对快速、高质量地加工整体螺旋桨具有重要作用。     

基于DELMIA/Robotics船体分段焊接仿真

随着造船自动化程度不断提高,工业机器人在船舶建造过程中的运用会越来越广泛。本文运用DELMIA/ Robotics对船体分段焊接过程中进行离线仿真。系统研究了复杂空间环境下机器人焊接过程中任务仿真、路径规划、碰撞干涉、离线编程等问题,验证了造船机器人焊接的可行性、安全性,提高造船自动化技术水平。     

航运

我国舰船用螺旋桨加工技术实现新突破 我国科学家自主研发的“螺旋桨用重型七轴五联动车铣复合加工机床”近日正式通过科技成果鉴定．．此项成果将实现几代中国舰船人让螺旋桨安静工作、让舰船静静远航的梦想．据了解，这一车床可实现对螺旋桨叶面重叠部分、非重叠部分、桨叶轮廓以及桨毂中孔等加工区域的全面精密铣削加工，还能利用车铣复合的特点，进行一次装夹多平面的加工，大大提高了整体螺旋桨型面加工精度和加工效率，解决了大型整体螺旋桨加工的难题。     

大型船用螺旋桨四轴曲面数控加工技术

研究大型船用螺旋桨四轴曲面数控加工技术,提升螺旋桨曲面加工质量。通过层切法确定螺旋桨粗加工区域;利用三次均匀B样条曲线插值,在粗加工区域内获取螺旋桨曲面的控制顶点。依据控制顶点,计算四轴曲面数控加工的刀具轨迹;按照刀具轨迹生成粗加工刀具路径,完成螺旋桨粗加工。利用密切法计算粗加工后螺旋桨四轴曲面数控加工的刀位点,将刀位点转换成四轴数控机床中各轴的运动坐标,设计数控机床加工主程序,依据该主程序完成螺旋桨曲面的精加工。实验证明：该技术可有效确定粗加工区域,生成粗加工刀具路径。该技术可有效精加工螺旋桨曲面,且精加工后螺旋桨的表面光滑度较佳。该技术可降低螺旋桨曲面加工的过切量,提升螺旋桨曲面加工质量。     

基于神经动力学的水下目标观测路径规划

针对水下工程应用中的自治水下机器人目标观测的路径需求问题,提出基于生物启发神经动力学的路径规划方法,在二维栅格地图的基础上,建立二维生物启发神经网络模型,引入来自目标观测任务区域的激励信号和障碍物的抑制信号,任务区域能够全局地吸引机器人,障碍物对机器人具有局部排斥作用,从而使得机器人能够近距离观测目标。仿真结果表明,在未知的动态水下环境中,机器人能够有效规避障碍物,自主规划出目标观测路径和返航路径。     

带缆水下机器人控制仿真模拟与水动力分析

本文以Fluent多重滑移网格技术对带缆水下机器人系统进行路径跟踪的仿真计算,将收放缆反馈控制与PID算法调节螺旋桨转速的双重控制策略应用于带缆水下机器人系统,并对带缆水下机器人系统升沉运动的控制误差、螺旋桨推力与转速之间的关系、缆绳系统的张力特性以及水下机器人的水动力响应做了分析。文中数值模拟结果表明,双重控制策略下,带缆水下机器人路径跟踪的控制运动较为精确,其升沉运动位移最大误差约为0.2 m;螺旋桨的转速与推力呈正相关性,转速越大,推力也越大;水下机器人沿预定轨迹运动过程中,缆绳系统张力呈现周期性震荡的变化规律,机器人主体受到的水动力荷载与多种因素相关。     

舰船螺旋桨四轴曲面数控加工刀位模拟规划分析

由于传统方法对船舶螺旋桨的加工刀位规划精度不高的现象,提出舰船螺旋桨四轴曲面数控加工刀位模拟规划分析。根据螺旋桨四轴曲面的结构特点,确定螺旋桨的轴向基准,对刀位进行模拟计算,生成数控加工刀位轨迹,以HOOPS为平台,对螺旋桨数控加工进行模拟,实现螺旋桨四轴曲面刀位规划。仿真实验结果表明,数控加工规划法比传统规划方法的螺旋桨加工精度高16.3%,具备有效性。     

基于改进人工蜂群进化算法的移动机器人路径规划与仿真分析

针对经典人工蜂群算法在机器人路径规划中易于陷入局部极值,且寻优过程收敛速度较慢等问题,提出了一种基于约束优化的改进人工蜂群算法.通过设计变异算子来增大极值在陷入局部最优时的跳出概率,提高机器人路径规划的收敛能力.在机器人路径规划上,对文中方法、遗传算法、A*算法以及经典人工蜂群算法进行性能评估.实验结果表明,文中方法能有效避免路径规划中的局部极值,减少机器人路径规划时间损耗,提高了路径规划效率.     

船用爬壁监测机器人避障行走最优路径规划方法

为了解决传统监测机器人避障行走路径规划方法存在的规划误差大、规划耗时长的问题,本文提出一种船用爬壁机器人避障行走最优路径规划方法。构建爬壁监测机器人路径规划的动力学模型,对机器人行走位姿进行调整。采用栅格法构建监测区域内的机器人行走栅格地图。基于构建的动力学模型,在栅格地图中对监测机器人避障行走路径进行规划。实验结果表明,与传统避障行走路径规划方法相比,所提方法的路径规划结果更加准确,能够实现机器人行走的有效避障。     

舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法

现有舰船管道检测路径自动规划算法存在搜索时间与路径长度较长的问题,因此提出一种新的舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法。对舰船管道检测机器人最优移动路径规划的对应数学模型进行构建。利用舰船管道检测机器人检测运行空间对应概率,配置舰船管道检测机器人的运行环境。通过在线查询实现舰船管道检测机器人最优移动路径自动规划算法。实验结果表明,该路径自动规划算法的搜索时间与路径长度均低于现有算法,实现了性能突破。     

大型自主水下机器人全局静态与局部动态融合路径规划方法

针对大型自主水下机器人在做全局路径规划时面临环境建模复杂,算法求解能力弱以及面对局部动态障碍时自主性低,避障路径规划困难等问题,采用极坐标表示形成路径同心圆,在严格机动性约束下提出基于改进粒子群算法和速度障碍法的全局静态与局部动态相融合的路径规划方法。在极坐标表示的环境模型中,在全局静态规划中引入最优粒子"变异"过程提升算法求解能力;在局部动态规划中利用速度障碍法求解局部碰撞范围和安全路径区域以保证避障路径最优。实验结果表明,与传统粒子群和遗传算法相比,改进方法在全局静态规划中路径更短、求解能力更强,局部动态规划能够得到出最优避障路径。     

螺旋桨数控加工技术研究

结合国际国内螺旋桨加工技术的现状,在进行螺旋桨数控加工技术研究的基础上,阐述了实现螺旋桨数控加工技术的基本途径和条件,着重介绍了大侧斜固定螺旋桨数控加工方法和过程.     

智能水下机器人路径规划方法综述

路径规划方法是智能水下机器人技术研究的核心内容之一,是实现自主航行和作业的关键环节。本文将水下机器人的路径规划方法按智能程度分为传统和智能两大类。传统方法包括基于路线图构建的路径规划方法、基于单元分解的路径规划方法以及基于人工势场的路径规划方法,智能方法包括基于群智能的路径规划方法和基于机器学习的路径规划方法。针对水下机器人规划环境的特点,分别对这几类典型方法进行总结与评价,重点分析了智能方法的优缺点和关键问题,最后展望智能水下机器人路径规划的未来研究方向。     

智能水下机器人路径规划方法综述

路径规划方法是智能水下机器人技术研究的核心内容之一,是实现自主航行和作业的关键环节。本文将水下机器人的路径规划方法按智能程度分为传统和智能两大类。传统方法包括基于路线图构建的路径规划方法、基于单元分解的路径规划方法以及基于人工势场的路径规划方法,智能方法包括基于群智能的路径规划方法和基于机器学习的路径规划方法。针对水下机器人规划环境的特点,分别对这几类典型方法进行总结与评价,重点分析了智能方法的优缺点和关键问题,最后展望智能水下机器人路径规划的未来研究方向。     

基于CAD/CAM的舰船螺旋桨精度控制技术研究

为解决船舶螺旋桨内部角动量不平衡、精准解耦能力较弱等问题,提出基于CAD/CAM的船舶螺旋桨精度控制方法。通过控制轴系确定、定点坐标变换2个步骤,完成船舶螺旋桨结构的CAD/CAM建模。在此基础上,通过铣削方式与加工路径分析、残余精度量计算、微小控制误差确定3个步骤,完成新型精度控制方法的搭建,实现基于CAD/CAM的船舶螺旋桨精度控制技术研究。对比实验结果表明,与传统控制方法相比,应用新型精度控制方法后,船舶螺旋桨内部角动量呈现明显的平衡状态,精准解耦能力最大值可达到70%。     

某油船尾部异常噪声的解析

通过故障树分析方法,逐一分析了影响某新建油船尾部螺旋桨区域出现异常噪声的原因。在分析过程中,除采用了测量分析法外,还运用理论分析这种噪声的形成机制,推断出这种噪声是由于螺旋桨加工精度不高所致,即形成了所谓的螺旋桨"谐鸣"现象。     

探究6轴工业机器人的奇异点规避与轨迹规划方案

在自动生产技术大力发展的现下,工业机器人在企业产品生产中的重要性及关键性逐渐增强。然而,在实际生产过程中,由于工业机器人缺少自动避障处理的能力,导致机器人在运动时常常不能顺利完成既定轨迹,尤其是奇异点区域作为避免难度较高的特定区域,经常导致工业机器人在实际运作中产生生产事故。为了有效解决这一问题,提升自动化生产效率,将从运动学角度分析6轴机器人的位姿和运动特点,并通过分析得到6轴机器人的奇异点规避算法,为工业机器人有效解决无法避障问题,实现高效运作提供参考帮助。     

扭矩平衡式水下机器人推进器研究

某些水下机器人横向尺度较小,往往与其主推螺旋桨直径处于同一量级;螺旋桨旋转所带来的扭矩会使机器人产生明显的横倾;所以,在水下机器人的推进器设计过程中就必须考虑保持机器人的纵向稳定性.该文就此问题提出了一种集成式扭矩平衡推进器,该推进器利用与保护导管相连的后置定子产生反扭矩来平衡螺旋桨旋转产生的扭矩,导管、导管支架、定子与驱动主机集成为一体,推进器整体无扭矩输出,通用性强.此后给出了推进器的理论设计方法及过程,应用面元法理论对所设计推进器进行了水动力性能计算分析.最后讨论了定子各参数对推进器性能的影响.     

带缆水下机器人转首控制及水动力分析

将缆绳模型与6自由度模型耦合,构建带缆水下机器人数学模型,并通过重叠网格和滑移网格技术模拟机器人的运动和导管螺旋桨的旋转运动。在不同海流作用下对受导管螺旋桨控制的带缆水下机器人转首运动、导管螺旋桨推力特性与海流速度的关系、缆绳受力和机器人水动力性能等进行了分析。数值模拟结果表明,在低海流速度下,带缆水下机器人在导管螺旋桨控制下能完成转首运动,导管螺旋桨的推力会受到海流速度和机器人姿态显著的影响;海流速度对机器人水动力载荷和缆绳的合力也有显著的影响。     

基于环境优化的无人艇全局路径规划研究

LazyTheta*算法是近年来提出的启发式路径规划算法,凭借其优异的搜索性能,在机器人全局路径规划中的应用不断增多。但常规的启发式路径规划算法往往忽视机器人的运动学特性以及环境对路径规划结果的影响,不适合直接应用于无人艇。针对这一问题,提出了基于环境优化Lazy Theta*算法的无人艇全局路径规划方法,从路径安全性和水流适应性两个方面对启发函数和视线检查进行改进,并对路径进行了折角平滑处理。仿真结果表明,与常规算法相比,采用改进算法规划出的路径具有更少的路径点和更小的路径转角,路径更加平滑,能够更好地适应水流的变化,有利于无人艇在复杂水域环境中航行,提高了无人艇航行的安全性。