陕西省科技统筹创新工程计划项目(2013KTCL01-02)
- 作品数：14 被引量：99H指数：7
- 相关作者：马宏伟田海波马琨王川伟尚万峰更多>>
- 相关机构：西安科技大学中平信息技术有限责任公司更多>>
- 发文基金：陕西省科技统筹创新工程计划项目国家自然科学基金陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程矿业工程金属学及工艺更多>>
- 2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构运动学分析被引量：1
- 2019年
- 根据变胞机构理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理,设计一种新型可变转动轴线的2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构。其中,两条分支能够利用移动副的位移变化改变转动副的转动轴线,从而改变机构运动输出。根据该机构特点,利用螺旋理论对机构进行自由度分析,利用封闭矢量法和几何约束关系建立机构位置正解和逆解模型,并通过求导得出机构的速度加速度方程;应用Matlab代入机构参数和位型参数,求解位置正解和逆解,绘制机构位姿图;利用Adams仿真验证了理论分析的正确性。
- 马琨马宏伟田海波董刚
- 关键词：并联机构变胞机构运动学分析运动学仿真
- 救援探测机器人越障能力研究被引量：4
- 2018年
- 为适应煤矿井下复杂环境,实现机器人自主操作与控制,提出"场景集-动作规划集-电机控制集"的控制策略,以保证其具有较好的稳定性能和最佳的越障性能。对机器人摆臂姿态的变化分析,得到机器人有22种空间姿态变化组合形式;利用重心投影法制定了机器人机身最小失稳角度及最小失稳时间参数,以判定机器人的稳定性;根据机器人不同姿态变化情况表制定了控制策略,完成了越障实验,验证了机器人控制策略的正确性及可行性。
- 王川伟马宏伟马琨尚万峰董刚王耀欣
- 关键词：机器人履带越障稳定性控制策略
- 煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统设计被引量：26
- 2020年
- 目前井下危险气体巡检机器人大多采用升降机构或固定探头的形式进行气体环境感知,对机器人的行驶灵活性产生了影响,且受机器人本体结构的限制,大多数巡检机器人只能检测到传感器安装范围内的局部气体环境信息,缺乏针对巷道任意截面空间内的气体浓度检测。针对以上问题,设计了一种基于气体扩散模型的煤矿巡检机器人巷道气体环境智能检测系统。该系统以气体扩散理论为基础,结合煤矿巷道气体环境特点,引入巷道壁帮围岩、风速、气体扩散系数对煤矿巷道气体扩散模型的影响,采用虚拟像源法和遗传算法优化BP神经网络智能算法建立了巷道气体扩散优化模型。通过传感器检测系统获取巡检机器人在行进过程中任意点的气体浓度等环境信息,代入气体扩散优化模型求解最优气体扩散系数,通过输入巷道某点坐标位置,可计算求解相应点的气体浓度分布情况,随着巡检机器人的移动,可获取其路径中不同巷道截面上气体浓度分布数据。实验结果表明,该系统能够解算出符合检测误差要求的巷道任意截面上任意点的气体浓度,并实现动态实时检测;克服了传统煤矿巷道气体检测方法的局限性。利用巡检机器人取代人工巡检作业,为煤矿井下气体智能检测提供了一种新思路与新方法。
- 聂珍马宏伟
- 关键词：智能检测动态检测
- 2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构自由度分析与仿真被引量：1
- 2019年
- 针对并联机构输出自由度固定,难以适应变化的环境和工况的问题。根据变胞理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理,设计一种新型可变转动副轴线的2-PrRS-PR(P) S并联变胞机构,通过机构的变胞实现机构在不同构态下输出自由度和工作空间的变化。2-PrRS-PR(P) S机构包含3个分支、动平台和静平台,利用移动副作为驱动副,其中分支2和分支3能够通过改变移动副的位移来改变的可转轴线转动副在滑槽中的位置,进而改变其转动轴线的方向,且分支1上连杆的移动副在轴线变化时被动作用,实现机构不同构态的变化。根据机构特点,利用螺旋理论对2-PrRS-PR(P) S机构2个工作构态进行自由度分析和计算,应用多自由度并联机构输入选取理论确定主动输入副。利用SolidWorks软件建立三维实体模型,并将2种工作构态模型分别导入到ADAMS软件,对其进行自由度的分析和验证。计算和仿真结果表明机构工作构态1具有x轴和y轴方向转动自由度、z轴方向移动自由度;机构在构态3具有x轴和z轴方向转动自由度、y轴方向移动自由度。机构能够根据需求改变工作构态实现输出变化。
- 马琨马宏伟田海波
- 关键词：并联机构变胞机构
- 双臂移动机器人机械臂的协调工作空间分析被引量：8
- 2015年
- 双臂机器人机械臂的协调工作区间是指左臂和右臂工作空间的重叠区域形成的工作区,可用来表征这种机器人运动灵活性。给出双臂机器人的主要结构,经过简化得到其运动学模型,求出末端作用点的位置向量。结合蒙特卡洛法和网格划分法,提出一种新的方法,研究该机器人机械臂的工作空间问题,得到了两机械臂独立工作时的工作空间点云图和协调工作空间点云图。结果表明,在基座关节可以转动的情况下,协调工作空间能够实现对机器人的全周覆盖,可以满足使用要求。
- 田海波尚万峰马宏伟
- 关键词：双臂机器人机械臂蒙特卡洛法
- 煤矿探测机器人垂直越障性能研究被引量：4
- 2014年
- 通过分析机器人摆臂姿态变化对机器人质心轨迹变化的影响,掌握了六履带四摆臂煤矿探测机器人摆臂姿态与垂直越障性能的关系,提出了机器人在攀越垂直型障碍时前后摆臂的姿态控制要求,得到了机器人越障高度Hmax及其俯仰角度αm与机器人各参数之间的关系式,当其俯仰角度大于αm时,机器人就不能够攀越此类型障碍。同时分析了机器人摆臂质量对垂直越障性能影响的,得出可以通过增大摆臂质量来提高机器人对垂直型障碍的越障能力。
- 王川伟马宏伟尚万峰
- 关键词：质心
- 带式输送机巡检机器人行驶力学及其仿真研究被引量：10
- 2018年
- 设计了一种轮轨式带式输送机巡检机器人,建立了机器人轮轨行驶力学模型及轮轨接触力模型,确定了电机选型参数。电机相关参数代入巡检机器人虚拟样机模型,设定了环境参数,完成了爬坡仿真测试实验。仿真结果表明,对巡检机器人电机的选型可以保证机器人完成20°斜坡的爬坡运动。其相关理论成果可以为样机的设计、加工,提供可靠理论支撑,以缩短研发周期并减少开发成本。
- 王川伟马宏伟马琨杨林
- 关键词：巡检机器人接触力带式输送机
- 煤矿救援探测机器人转向及避障机理研究被引量：10
- 2014年
- 通过对煤矿救援探测机器人转向机理分析,得出机器人两侧主履带在不同速度差的情况下会有4种不同的转向形式,在此基础上提出用最小避障半径及最大避障半径来表示机器人避障空间的方法来判断机器人的障碍通过性,并提出控制机器人的避障速度来实现对特定障碍物的避障运动,最后通过仿真分析,验证了此方法的可行性,为机器人实现自主避障奠定了理论基础。
- 马宏伟王川伟
- 关键词：探测机器人
- 矿山钻孔救援探测机器人设计被引量：11
- 2019年
- 基于矿山钻孔救援探测需求,针对现有探测机器人信息探测范围窄、探测距离较短、功能单一、无越障能力等问题,设计了一种矿山钻孔救援探测机器人。该机器人能够通过Φ225mm救援钻孔到达煤矿井下,利用携带的传感器和摄像头获取灾变区域的环境信息和被困人员信息,并将信息实时传到地面;以NImyRIO作为控制核心,采用LabVIEW图形化编程构建控制系统,利用有线通信方式实现机器人在灾变区域内的数据远程控制。试验结果表明:该机器人运动性能良好,具有体积小、质量轻、越障能力强等特点,可顺利通过救援孔,能够对井下环境信息进行实时检测和传输,为地面救援指挥中心决策提供了第一手资料。
- 马宏伟姚阳赵昊梁林马琨马琨
- 四摆臂-六履带机器人单侧台阶障碍越障仿真与试验被引量：10
- 2018年
- 为了实现机器人代替人类在农业环境下作业,减轻人类的劳作负担,该文设计了一种四摆臂-六履带机器人(4SA-6TR),机器人采用套筒轴传动形式,其摆臂旋转运动与履带轮旋转运动相互独立,可实现多姿态变化,适应野外复杂地形。为掌握机器人的越障稳定性,建立了4SA-6TR机器人运动学关系矩阵方程,并借助重心定理对机器人运动姿态进行分析,得到机器人在全局坐标系下的重心坐标方程,并利用重心投影法判断机器人越障的稳定性。为实现机器人稳定越障,研究SA-6TR机器人单侧障碍地形的越障机理,建立机器人摆臂旋转角度与机器人横滚角度关系的数学模型;对数学模型进行推导,得到机器人在攀越单侧台阶平稳越障时机器人摆臂旋转角度?与台阶高度H的关系式。通过Soliworks三维设计软件及Adams仿真软件建立4SA-6TR机器人虚拟样机模型及仿真环境,完成单侧双重障碍地形越障仿真试验。通过室内测试试验,完成150 mm高的障碍测试,测试发现机器人的俯仰角度偏差较大,最大偏差2.4?,但最终俯仰角度稳定在0.1?左右;横滚角度偏差较小,最终横滚角度稳定在0.3?左右,达到了机器人平稳越障的控制目的,并验证机了器人摆臂角度控制策略的正确性及可行性。本文推导的单侧障碍越障姿态调整控制方案可为4SA-6TR机器人自主越障提供理论依据。
- 王川伟马琨杨林马宏伟薛旭升田海波
- 关键词：机器人运动学越障
