摘要：通过对煤矿用架管机三节臂建立D-H坐标系三维数学模型,采用3-5-3插值算法对三节臂进行轨迹规划,以运动时间为优化目标,将关节位置作为设计变量,在速度约束条件下,运用粒子群算法对插值结果进行优化,进而得到了三节臂运动的最优时间。仿真结果表明:三节臂末端位置高度为2.2 m,满足规定的工作空间范围;使用粒子群优化算法对三节臂路径进行轨迹优化后,末端位置到达指定位置的时间提前了30%,在满足约束速度的条件下能够实现时间最优轨迹规划。

摘要：为实现煤矿抽水蓄能电站建设前期废弃矿洞的勘探和建成后期地下厂房系统、地下水库的巡检任务,提出了一种结构布局合理、姿态调节灵活、控制稳定精确的煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人。以煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人为研究对象,简要介绍了机器人的总体方案设计,重点研究了其控制系统的设计,阐述了控制系统软、硬件的设计与实现,并通过Matlab Simulink仿真软件进行了数字仿真实验。仿真结果表明:艏向运动控制系统调整时间约为10.8 s,系统响应时间约为8 s,振幅超调量仅为6.5%,系统稳态误差不超过3°,满足艏向运动控制要求,从而验证了控制系统设计的正确性和可行性。研究结果具有较高的工程实用价值,为后续水陆两栖机器人的研制奠定了理论基础。

摘要：针对煤矿抽水蓄能电站建设前期废弃矿洞地下空间稳定性差,人工勘探分险大;后期电站建成后,其地下厂房系统错综复杂、地下水库空间环境的复杂性,人工维护、巡检难度大且安全性难以保障等问题,设计了一种煤矿抽水蓄能电站水陆两栖机器人。介绍了水陆两栖机器人的结构及工作原理,并对机器人关键部件进行强度校核分析。水陆两栖机器人采用基于全水液压的沉浮-姿态调节功能一体化系统,具备两栖通行和巡检作业能力,具有结构布局合理、姿态调节稳定、控制精确和环保性等优点,研究结果可为未来新型水陆两栖机器人的设计提供参考。