摘要：针对煤矿井下特种巡检机器人运动受限于三维环境重建和非结构环境运动轨迹规划等关键技术问题,设计了一种固定柔性轨道式悬挂巡检机器人平台。采用模块化思想设计出防爆多轮悬挂式巡检机器人本体结构;通过理论计算分析多行走轮与多驱动轮情况下机器人在柔性轨道上的驱动能力,建立多轮牵引力数学模型,并根据多轮牵引力数学模型获取水平柔性轨道与给定爬坡角轨道下机器人的具体驱动能力参数,根据所获取的驱动能力参数观察多行走轮与多驱动轮下牵引力的存在形式,最终选择双轮双驱的机器人行走方式。对异侧驱动模块安装方式进行仿真试验,对同侧异轴及异侧异轴驱动模块安装方式进行实物试验。结果表明:采用双轮双驱的行走方式可保证巡检机器人良好的水平行走能力及爬坡能力,其中质量20 kg机器人的坡度角可达25°;异侧异轴驱动模块安装机器人绕运动方向的最大摆角绝对值为2°,同侧异轴驱动模块安装机器人绕运动方向的最大摆角绝对值为5.82°,双轮双驱中驱动模块异侧安装可降低机器人机身的摆动,但是异侧异轴及异侧同轴安装方式并不能消除机身摆动。该机器人在满足基本巡检功能外可提高非结构井下环境的适应性,可增强井下布控的灵活性,降低轨道铺设及回收投入,为煤矿环境巡检提供了新特种巡检平台。

摘要：煤矿井下综采工作面空间狭小、设备动作频繁,位置关系复杂等问题,导致常规巡检机器人难以直接在工作面运行,自动化监测难度大。根据工况需求,结合环境及设备群动作特点,提出工作面巡检轨道设计要求,采用模块化设计、仿真模拟和样机试验的方法,设计一种新型跨座式巡检机器人柔性轨道,实现在工作面环境的安装调节及当安装设备发生动作变形时轨道自身的自适应补偿。首先设计了巡检机器人柔性轨道的机械结构并确定安装运行方式。其次,以轨道跨接在刮板输送机线缆槽一侧为例,分析刮板输送机在平直、弯曲和起伏3种工况下的弯曲和俯仰变形量,并对柔性轨道进行运动学仿真。在3种工况下,该轨道可随工作面设备完成水平弯曲0~5.4°、竖直倾斜0~6°、伸缩变形0~120 mm,满足实际工况要求。巡检机器人通过柔性轨道时,其主运动方向始终保持匀速直线运动,水平或竖直方向在柔性过度段存在波动,波动幅值均在安全允许范围内。最后搭建柔性轨道物理样机及工作面试验平台,对工作面巡检机器人柔性轨道进行性能验证。结果表明:新型跨座式巡检机器人柔性轨道结构设计合理,可以适应工作面巡检的不同工况,对实现煤矿井下综采工作面机器人巡检具有重要意义。

摘要：为提高火车渡轮的装载量和装卸效率,提高火车渡轮引桥对船型的适应性,设计了一种以短轨构成,并在相邻接短轨之间预留一定伸缩间隙的柔性轨道。推导了柔性轨道段在进行船岸对接时的整体弯曲变形几何关系和轨道间隙变化量的计算公式,计算了柔性轨道在不同弯曲变形状态下各设计参数的对应数值。从几何变形关系及其数值分析方面证明了该柔性轨道的可行性。

摘要：研究三角齿型摩擦轮与柔性轨道在小变形接触条件下的滚动摩擦力,根据Crook的弹塑性滚动摩擦理论,将柔性轨道简化为弹塑性变形体建立有限元模型,分析得到的滚动摩擦力和滚动摩擦因数。设计滚动摩擦力测量试验,测定滚动摩擦力矩,对比理论值和计算值,得出齿形摩擦轮与轨道小变形接触下合适的滚动摩擦模型。

摘要：为提高铁路轮渡引桥对船型的适应性,改进陆上固定轨道和甲板上轨道的连接形式,提出了一种轨枕与钢轨连成一体,通过轨枕互相铰接而形成轨道,依靠设在轨枕端部的传动轴传递扭矩并实现轨道整体弯转的新型柔性轨道构造方案。给出了这种新型柔性轨道的基本构造和主要零部件组装特征,说明了其工作原理,介绍了柔性轨道受力弯曲的整体偏移量、偏转角度、钢轨处轨枕间隙变化量等主要轨道工作参数及其函数关系。研究结果表明,这种新型柔性轨道具有可行性和实用性。

摘要：针对一种轨枕与钢轨连成一体,通过轨枕互相铰接而形成轨道,依靠设在轨枕端部的传动轴传递扭矩并实现轨道整体弯转的新型柔性轨道构造方案,研究了这种柔性轨道弯曲变形的规律。推导了柔性轨道受力弯曲的端部偏移量、轨向角变化量、钢轨轨缝变化量等主要轨道形变参数与相关设计参数之间的函数关系。对主要形变参数进行数值计算与分析,从几何变形关系及其数值分析方面证明这种新型柔性轨道设计方案的可行性,并给出其主要设计参数的参考值。

摘要：随着我国悬索桥的建设向大跨径、重节段和复杂建设环境方向发展,传统架梁设备已逐渐成为发展的重要制约因素。提出了一套悬索桥缆上柔性轨道带载走行架梁设备方案,该设备具有运架一体、依托主缆受力的特点,具有很高的研究价值。介绍了该设备的总体设计思路,分析了架梁期间主缆线形变化对设备运行的影响,研究了行走承重索的受力特性,分析了设备行走时主要结构参数的变化规律,揭示了缆上柔性轨道体系的工作原理,最后对架梁工艺及其在实际工程中的应用价值进行了简要分析。研究结果表明,悬索桥缆上柔性轨道带载走行架梁设备具有很好的技术可行性与应用前景。

摘要：针对钢结构现场焊接的工程实践,开发出系列柔性轨道全位置焊接机器人,可选用直导轨、圆导轨、柔性轨道,实现各种复杂曲面的全位置焊接;设计出在线焊缝轨迹示教、在线全位置焊接参数控制、离线焊接参数设置等智能控制程序,并开发出自主学习开放式专家系统,可适应不规则焊缝的轨迹跟踪,实现多层多道焊及全位置焊的自动化焊接。实践表明,该焊接机器人能够较好完成复杂工件的多种焊缝的现场焊接工艺要求。

摘要：利用有限元软件Hypermesh生成钢弹簧浮置板轨道的柔性体文件,导入到车辆动力学软件Simpack中建立刚柔耦合模型。对该模型进行模态分析,可知整个系统会产生新的模态振型,与轮对浮沉和轮对侧滚频率相关,今后在轨道与车辆的设计当中须尽量避免发生共振,并留有足够的阻尼设计。

摘要：研究了南京航空航天大学自主研制的机身柔性轨道制孔系统在飞机大部件对接装配中站位规划的方法。通过将对接区域连接孔进行分组,确定各站位待加工孔位;以设备安装误差标定数据计算站位数值,确定各站位基准孔位置,为后续精确定位打下基础。研究结果表明:该站位规划方法能够确定基准孔位置,满足后续加工要求。