摘要：水管和气管等管道的接拆管作业是煤矿现场施工的必备环节,随着人们对安装质量、施工效率和安全性的要求越来越高,传统的人工作业难以满足施工要求。为此,本文基于人工操纵的液压机械臂开展运动性能分析及自动搬运控制研究并实现接拆管过程中的机器人自动搬运作业。首先,采用Denavit−Hartenbery(D−H)法建立了机器人的连杆坐标系,分析了机器人操作空间和关节空间的正逆运动学,并使用几何法建立了机器人关节空间和驱动空间的映射关系,给出了机器人的速度雅可比分析。然后基于上述分析结果,采用蒙特卡罗法在Matlab中绘制出了机器人在实际作业场景中常用姿态下的工作空间图像。为了验证所建立数学模型的正确性和提高样机实验的安全性,使用Matlab对所建立的数学模型编写程序,并对机械臂进行路径和轨迹规划设计,在SolidWorks Motion软件中对机器人的机构模型进行仿真分析;Matlab和SolidWorks Motion软件仿真结果一致,验证了机器人运动学模型和轨迹规划算法的正确性,且机器人机构运动仿真过程连续平滑。最后,搭建了机器人接拆管样机系统实验平台,并进行了架管自动搬运实验。实验结果表明:该机器人能够实现接拆管过程中自动搬运作业;搬运作业周期为12 s,与传统人工作业相比提高了作业效率;自动搬运过程连续平滑,解决了人工操作中反复调整机械臂引起的抖动问题。

摘要：针对并联机构在柔性装配与打磨等场合的应用,分析设计了一种新型6-DOF耦合并联机构。基于螺旋理论设计了机构支链,并以提高机构刚度和降低运动惯量为目标对支链机构进行了优化设计。对该耦合并联机构按照固定原则对其进行解耦分析,得到了机构的运动性质和等效运动方式,并利用修正的G-K公式验算了该机构的自由度数目。最后,制造了该耦合并联机构的样机,对其进行了运动控制实验。实验结果表明了该机构构型的合理性与实用性。

摘要：针对燃气与管道工程等领域的高空作业,设计了一种永磁铁辅助式具有可调步距的蠕动和翻转两种步态的双夹持器仿生攀爬机器人。为防止机器人出现滑移和翻转倾覆失稳情况,对其进行了力学分析;根据机器人构型对其进行了运动学与攀爬步态分析;对蠕动攀爬步态进行直线路径规划,并在SOLIDWORKS MOTION环境下对其两种步态进行了运动仿真。样机试验说明了机器人在蠕动和翻转两种步态下均具有良好的稳定性,两种步态配合可实现障碍物的翻越。该机器人在高空管道领域作业方面具有较好的应用价值。

摘要：针对一款车辆底盘勘察移动机器人,基于STM32对机器人控制系统硬件进行选型设计。根据机器人作业环境特点和功能需求,分别对机器人数据处理模块、驱动模块、避障模块、车辆底盘识别模块和图像采集模块进行设计和选型,并搭建原理样机进行测试,结果表明,该硬件系统能够满足设计要求。

摘要：针对“机器人运动控制”课程传统教学方式重理论轻实践和无法将机器人运动控制核心算法与实践设备相结合进行实践等问题,文章基于自主开发机器人离线编程仿真软件设计了一种项目式综合性实践教学方案。该方案将项目制教学模式、虚拟仿真实验教学方法和机器人实体设备实操实践有机融合,从教学模式、实践教学内容、学习效果考核方法三个方面进行改革。该改革方案利用仿真平台对机器人运动控制核心算法进行实训,进一步丰富了实践性教学手段,为有效提升课程教学质量提供了思路。