一、PJR系列喷射混凝土机器人(论文文献综述)
齐梦学[1](2021)在《我国TBM法隧道工程技术的发展、现状及展望》文中进行了进一步梳理岩石隧道掘进机(TBM)在我国的应用与发展已经有近60年历史,了解我国TBM法隧道工程技术发展历程,有助于正确认识其现状,判明下一步的发展趋势。在详细回顾我国TBM法隧道工程5个发展阶段基础上,从10个方面全面分析我国TBM法隧道工程现状:规模上总体呈小幅波动、持续上升状态;分布区域上以西部地区为主,华东、西南、东北、华南占比依次下降;分布领域上以水利水电工程和市政工程为主(占90%);开挖直径以6~8 m直径系列为主(占70%);施工工法方面TBM法与钻爆法相结合、互为补充;TBM平均月进尺从数十米到千米大幅波动,以200~700 m/月为主(占75%),施工工期受平均月进尺和掘进长度的影响差异巨大,以1~4年为主(占70%);机型以敞开式和双护盾TBM为主(占90%);品牌以铁建重工、罗宾斯、中铁装备为主(占70%),新增市场大多被拥有自主知识产权的铁建重工和中铁装备设备占有(占90%以上);TBM零部件国产化比例越来越高,但部分关键部件仍然依赖进口;有TBM施工业绩的建筑企业近30家,中铁隧道局和中铁十八局以显着优势稳居第一梯队。进而提出我国TBM法隧道工程技术展望:1)从规模上将经历升—平—降—稳的波动发展过程,目前正处于上升期,从分布区域、分布领域上近期仍将以西部地区、水利水电工程和轨道交通工程为主; 2)TBM法与钻爆法联合施工的方法将会长期存在,并且TBM法占比及单台TBM在同一工程中的施工长度均呈增长趋势; 3)支护技术、支护系统将迎来重大创新; 4)复杂地质TBM法隧道施工技术正在全面研发与实践,即将实现巨大突破; 5)斜井TBM、竖井TBM、微型TBM、超大直径TBM、复合式(多模式)TBM、异形断面TBM等新型TBM已经开始研发应用,正在取得长足进步,技术成熟后将得以大力推广,TBM关键部件必将全面实现国产化; 6)大数据技术、人工智能技术、5G技术将助力TBM施工管理更加科学、客观、全面,并最终实现智能化施工。
田四明,王伟,杨昌宇,刘赪,王明年,王克金,马志富,吕刚[2](2021)在《中国铁路隧道40年发展与展望》文中研究指明简要介绍中国铁路隧道建设发展概况,特别是改革开放40年来中国铁路隧道建设取得的长足进步,在已建成运营的16 798座(总长约19 630 km)铁路隧道中,于近40年建成的就有12 412座(总长约17 621 km),占中国铁路隧道总长度的近90%。从隧道设计理论与方法、标准体系、支护结构体系、特殊岩土和不良地质隧道修建技术体系、风险管理体系、运营防灾疏散救援体系、隧道建造技术等方面总结中国铁路隧道取得的系列成就。通过列举标志性重点隧道工程,阐述中国铁路隧道不同时期的发展状况和技术特点。结合当前铁路隧道工程面临的技术难题和挑战,提出主动支护协同控制理念及技术、数字化勘察设计、智能建造和智能运维等发展方向。
郭玉[3](2021)在《八自由度隧道喷浆机械臂的运动学及喷浆轨迹规划研究》文中提出隧道喷浆机械臂在各类公路铁路隧道和各类矿山中具有极其广泛的应用,针对目前市面上各类喷浆机械臂在使用过程中存在自动化程度低、人工操作复杂和工人作业存在潜在生命健康危险等问题开展隧道自动喷浆机器人研究。本文首先对机构进行了运动学分析,其次结合喷浆工艺和施工技术规范对喷浆沉积速率模型与隧道喷浆轨迹生成算法进行了研究。针对一种八自由度机械臂分析机构其自身的运动特点和运动学特性,基于D-H方法建立了机构的正运动学模型,基于矢量积方法建立机构的速度雅可比矩阵。为分析机构的逆运动学问题,提出了一种两次计算法对其进行逆运动学求解,首先基于避关节极限优化函数的加权最小范数法得到一组优化的数值逆解,在此基础上通过关节角参数化方法推导得到了逆解的解析解,最后通过直线运动轨迹对逆运动学和避关节极限进行了仿真验证。针对喷浆过程中混凝土涂层沉积厚度预测问题,对喷浆过程的影响因素进行了分析并做出相关合理假设,提出采用β分布模型用于描述涂层厚度分布形状并建立了平面喷浆沉积速率模型,对实际喷浆常用的直线和圆弧轨迹建立了动态喷浆模型并给出算例进行仿真验证,考虑实际待喷表面情况,基于平面喷浆沉积速率模型建立了复杂自由曲面的喷浆沉积速率模型,针对多轨迹喷浆相邻轨迹喷浆问题进行了建模并以区域平整度为目标对相邻轨迹重叠间距进行了优化求解。针对隧道自动喷浆作业问题,结合喷浆工艺和施工技术规范提出了隧道自动喷浆策略,基于此策略对隧道待喷表面点云模型进行了分区段、分层和分片处理,重点研究了分片区域内部的喷浆轨迹生成算法,采用包围盒切片法对点云模型进行切片,通过点云投影法得到切片内的原始轨迹点,为实现轨迹点的插值拟合研究了空间直线轨迹、圆弧轨迹和B样条轨迹的插补算法并给出算例进行了仿真验证。最后进行样机的整体设计,对重要关节和关键零部件进行驱动力仿真和应力仿真,搭建了以Trio控制器为核心的控制系统并进行实验,对机械臂能按规划轨迹进行自动喷浆的能力及运动学算法进行验证。
杨江涛[4](2020)在《混凝土湿喷台车结构设计及分析》文中进行了进一步梳理近年来由于国家政策的大力支持,国内湿喷机行业得到了快速发展。混凝土湿喷台车是一种借助泵送机构和机械手实现喷射混凝土的机械设备,广泛应用于公路隧道施工和水电站施工领域等。目前,国内在混凝土喷射施工技术方面还不太成熟,例如整机配置不合理、操作复杂、工况适应性差等,在结构设计上还不太合理,可靠性不高,对混凝土湿喷机械臂的设计研究相对滞后,在理论分析上的研究亦相对较少。所以,本文以混凝土湿喷台车为研究对象,从整车的主要结构设计及选型、抗倾覆稳定性、湿喷机械臂的静力学、运动学和动力学等几个方面进行研究。首先,本文介绍了混凝土湿喷台车的发展前景和研究意义,阐述了湿喷台车的国外及国内研究现状,并对本文的研究内容作出了具体章节安排。结合湿喷台车的工作环境、总体要求和工况以及湿喷台车的发展趋势,确定了湿喷台车的总体结构参数,对底盘和发动机进行选型、对泵送机构、湿喷机械臂等关键结构进行了设计计算,并在Pro/E中完成了对其三维模型的绘制。其次,对湿喷台车的抗倾覆稳定性分析包括纵向稳定性和横向稳定性分析,计算出喷头工作时受到的反作用力,验证了所设计的混凝土湿喷台车在喷射工作和运输时具有抗倾覆稳定性能,不会发生前翻、后翻及侧翻。利用ANSYS workbench软件对湿喷机械臂的最危险状况进行静力学分析,结果表明湿喷机械臂的设计满足强度和刚度要求。之后对湿喷机械臂系统的模态进行分析,并根据模态分析前六阶结果提出了相应措施避免湿喷台车在施工工作中产生共振。采用D-H参数法完成了对湿喷机械臂的数学建模,求解出运动学方程,利用Matlab Robotics toolbox对湿喷机械臂进行运动学仿真分析,检验了模型的正确性。基于蒙特卡洛法求解工作空间,在机器人工具箱中完成对湿喷机械臂的关节空间轨迹规划,结果表明其设计符合运动要求。最后,采用拉格朗日方程建立湿喷机械臂的动力学模型,利用Adams软件进行动态仿真分析,计算典型工况下各油缸的驱动力变化,得到了各油缸的最大载荷值,为混凝土湿喷台车液压系统的设计奠定了基础。
王赫乾[5](2020)在《混凝土湿喷台车液压系统设计与研究》文中研究说明随着我国环保政策的进一步加强,以及矿山巷道、公路和铁路隧道、市政工程、边坡防护等建设数量的逐渐增多,为混凝土湿喷台车提供了较大的发展空间。但目前湿喷台车的液压系统无法满足自动化、智能化以及更高的施工要求。因此本文根据湿喷台车的工作原理及实际工况需求,对台车的行走液压系统、泵送液压系统及湿喷机械臂液压系统进行研究,并通过AMESim软件对所设计的液压系统进行仿真分析。(1)首先,通过分析混凝土湿喷台车设计指标及实际使用需求,确定了混凝土湿喷台车行走液压系统、泵送液压系统及湿喷机械臂液压系统的设计方案,根据实际工作场景,分析台车的工作效率,并对行走系统进行力学分析,得到台车行驶工况下所需的最大牵引力及最大转向阻力矩。(2)其次,对台车各部分液压系统的工作原理及控制方式进行分析。根据设计要求及工况分析,对台车各液压系统的参数进行分析计算,并且对各回路中主要液压元件如液压缸、刷动马达、行走泵、行走马达等进行计算及选型。(3)最后,利用AMESim软件对泵送回路、机械臂回路、行走回路及转向回路进行仿真分析。分别对湿喷台车的上坡工况和转向工况进行仿真,通过分析相应的特性曲线,证明了该行走液压系统可以满足湿喷台车实际的行驶要求,为实际系统的设计提供了参考;在混凝土泵换向时,回路中存在着较大的压力冲击,采用基于变排量的控制方式,通过仿真验证了变排量控制的可行性,可以有效的减小换向时的压力冲击;机械臂液压系统采用基于阀后压力补偿的负载敏感系统,通过仿真验证了机械臂液压系统能够满足实际的工作要求,外负载的突然变化对液压系统的冲击影响较小,并且其液压系统具有一定抗流量饱和的能力。通过上述研究,为混凝土湿喷台车液压系统的设计研究提供了理论依据,并且研究结果为其他类似工程机械液压系统设计提供了方法与思路。
徐海乔[6](2019)在《巷道喷浆机械手轨迹规划与自动控制研究》文中认为喷浆机作为一种广泛应用于铁路公路、地下建筑、各类矿山和水利水电隧道或巷道工程施工的设备,在国民经济建设中具有广阔的市场前景。目前巷道支护技术研究的重点是机械化和智能化,但多数煤矿在巷道支护过程中均采用人工喷浆或人工操作喷浆机械手,机械手在工作过程中冲击抖动大,不利于喷浆质量和机械手寿命,虽然对喷浆支护技术的研究取得一定成果,但并未对喷浆机械手的关节冲击和自动喷浆控制形成系统性的解决方案。基于此,本文对机械手运动进行了冲击最优轨迹规划研究和喷浆自动控制研究。以喷浆机械手最优喷浆工艺为基础,进行喷浆机械手结构设计,并利用ANSYS Workbench进行机械手静力学分析和模态分析,验证所设计结构的合理性。利用标准D-H法对其进行连杆坐标系的建立和正逆运动学分析,获取末端执行器位姿与机械手各关节变量之间的关系,为后续机械手的轨迹规划和自动控制提供理论依据。基于喷浆机械手最佳喷浆路径,提出利用高阶多项式过渡的线性插值法进行水平喷浆轨迹的冲击最优轨迹规划和五次B样条的轨迹规划方法对竖直喷浆轨迹进行冲击最优轨迹规划,并通过理论分析得到规划后的轨迹函数表达式,利用MATLAB对所得到的机械手位移、速度、加速度和脉动分别进行仿真,仿真结果表明经轨迹规划后喷浆机械手的位移、速度、加速度和脉动均连续,证明了所采用的轨迹规划方法的合理性和有效性。基于轨迹规划后冲击最优的机械手运动轨迹,设计机械手电液比例位置控制系统,建立了阀控非对称液压缸、比例方向阀、比例放大器和位移传感器的数学模型,得到系统的传递函数并进行频谱分析,系统的响应时间为5.5s,进而通过加入PID控制器对系统进行校正,并采用试凑法调节PID参数,校正后系统响应时间为0.18s。利用MATLAB/Simulink建立机械手轨迹仿真模型,对规划后的轨迹进行PID仿真,得到水平轨迹的最大误差为10mm,竖直轨迹的最大误差为2.1mm,可以保证喷浆机械手冲击最优轨迹的准确实现,验证了规划轨迹的合理性。基于喷浆机械手的喷浆工艺,设计喷浆机械手PLC控制系统,并以巷道喷浆过程中机械手运动学逆解作为系统输入,进行喷浆机械手自动控制实验,通过机械手喷浆轨迹验证了计算所得运动学逆解的准确性,并将传感器获取的机械手关节变化量与逆解进行分析对比,得到各关节最大误差分别为:3.4°、5.8°、0.3°、0.4°、0mm、0.2°,验证了所设计PLC控制系统的合理性和稳定性。
王昭[7](2018)在《湿喷台车臂架结构及其液压系统性能研究》文中指出随着我国经济的发展,以及“一带一路”战略的实施,我国基础设施建设事业发展迅猛,矿山巷道、交通隧道等建设工程也呈现出逐年上升的态势。而在大断面软弱围岩条件下的混凝土喷浆支护工程中,混凝土湿喷台车发挥着不可替代的作用。但目前国内设计生产的产品性能较国外产品相比还存在一定差距,因此开展湿喷台车成套设备的技术性能研究具有重要意义。本课题主要针对湿喷台车臂架结构及液压系统进行性能分析研究,对现有湿喷台车在工作过程中臂架动作响应速度较慢的问题,分析结合负载敏感控制原理及方法,对臂架液压系统进行优化设计。主要研究内容如下:结合整车的使用工况及施工特点,介绍了各系统组成与结构布局,对整车的驱动系统进行计算选型和其他系统的分析设计。在保证整车动力性与功能完整性的基础上,对原设备臂架液压系统在工作开始时动作响应慢的问题进行分析研究,提出并利用动态负载敏感技术对臂架液压系统进行优化设计,提高了臂架动作控制响应的灵敏性。根据具体参数要求,利用SolidWorks对整车的臂架结构进行三维设计,对其施工状态进行分析,分别针对两个典型危险工况,通过ANSYS workbench进行有限元分析,得到整体结构的应力和变形分布情况,随后对主要承重大臂,进一步进行模态分析,得到其前六阶振型与固有频率,确保了臂架结构的可靠性与稳定性。针对臂架液压系统各重要组成部分,进行数学建模和AMESim仿真模型搭建,并分别对优化前和优化后的系统性能进行仿真,由仿真结果对比分析出优化新方案的合理性。对湿喷台车进行出厂调试准备和臂架液压系统现场试验,将采集到的结果与仿真结果进行进一步对比,验证了仿真模型的正确性与新方案的优越性。通过上述分析研究得到的结论,为湿喷台车后续的性能优化设计提供了依据。研究结果为其他类似工程问题的处理与性能优化研究提供了思路与方法,具有良好的市场应用前景与经济效益。
刘亚东[8](2013)在《喷浆机械手定位误差与运动模式优化研究》文中研究指明摘要:混凝土湿喷机在现代地下工程施工中有着不可替代的作用。喷浆机械手作为湿喷机的执行机构,其结构尺寸、定位精度和可靠性对湿喷机的工作性能和生产率有着至关重要的影响。喷浆机械手在实际工作过程中动作频繁且随意性大,机械传动误差、柔性变形误差对机械手的定位误差影响较大。本文以CHP30型湿喷机机械手为研究对象,对喷浆机械手的定位误差与运动模式优化方面进行了较为细致和深入的研究。主要工作如下:1.在对喷浆机械手结构和运动过程进行分析的基础上,采用D-H法建立了机械手的运动学模型,在运动学正解的基础上推导了机械手的位姿误差模型;采用数值方法,在Matlab中编程求出机械手的静态误差空间。2.结合三维软件Solidworks和多体动力学软件ADAMS建立了机械手的多刚体动力学模型,利用ANSYS软件对机械手的伸缩臂部分进行模态分析,将生成的模态中性文件导入ADAMS建立了机械手的刚柔耦合模型,并应用拉格朗日方程和旋量理论分析喷浆机械手的动力学方程和柔性变形,建立了喷浆机械手的动态误差模型。3.分析了喷浆机械手的载荷情况和动态加载方式,运用ADAMS对机械手刚柔耦合模型在侧喷和顶喷工况下的动态误差进行仿真研究,得到了机械手在各方向上的动态误差,并分析了喷射速度对机械手末端动态误差的影响;针对机械手在实际操作过程中的振动、变形,对机械手的运动模式进行了优化,通过仿真分析提出了机械手伸缩臂的最佳伸出顺序和伸出长度比。4.以CHP30型湿喷机为平台,改变机械手伸缩臂的运动模式进行侧喷实验,验证了所建虚拟样机模型和仿真结果的有效性和可靠性。图42幅,表10个,参考文献61篇
刘鲁艳[9](2010)在《基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计》文中提出论文论述了喷浆机器人国内外的市场需求和技术发展,并阐述了山东科技大学机器人研究中心研制的PJR-2X型喷浆机器人的结构和工作原理;针对其控制系统的专门性和封闭式的体系结构,将小喷浆机器人进行开放式算法平台改造,把控制器的控制算法由单片机实现改成由PC机的开放式算法平台处理,将得到的控制量输出给控制器,进而实现对比例阀的控制。为了实现喷浆机器人的开放式控制算法,本课题以PJR-2X型喷浆机器人为应用载体,重新研究设计了PJR-2X喷浆机器人的控制系统,包括操作器、直接控制器以及连接双方通信并实现开放式控制算法的PC机。此系统融合了机器人技术、控制技术和基于Visual Basic6.0的串口通讯技术。以操作器、直接控制器和PC机基于VB开放式算法平台要实现的功能为前提,分别论证了操作器、直接控制器和PC机基于VB开放式算法平台的设计方案,重点介绍了开放式算法平台的设计。此系统大幅度加强了PJR-2X型喷浆机器人的稳定性、可靠性以及灵活性。在对操作器和控制器的设计中,采用C8051F020单片机应用系统,在基于Keil u Vision2下的Silicon Laboratories IDE集成开发环境中进行软件开发和调试。此次设计以C8051F系列单片机为控制系统核心,详细阐述了操作器的硬件电路结构,直接控制器的比例阀控制电路结构和开关阀控制电路结构。在对PC机开放式控制算法平台的设计中,采用Visual Basic对开放式算法平台进行开发。论文重点介绍了应用Visual Basic串口通讯技术实现操作器、直接控制器和PC机三方通讯,用VB进行控制算法的编程,在PC机上直接进行控制算法参数的修改,用PC机直接进行控制。此处控制算法采用新型PID控制算法进行实验。控制算法的开放可以让用户实时改变低层位置控制算法,这对于研究和应用机器人的许多控制算法具有重要意义。
陈斌[10](2010)在《PJR-2X型喷浆机器人交互式虚拟样机系统开发》文中研究说明作为一门新兴学科,虚拟现实技术在机器人技术的研究和开发中起着重要作用,它对验证机器人的工作原理、工作空间、运动功能、正逆运动学方程求解的有效性具有非常重要的意义,对于机器人的结构设计和系统优化具有极大地促进作用。本文以PJR-2X型喷浆机器人为基础,利用新颖的虚拟样机设计方法为其设计一套交互式虚拟样机控制系统。主要作了以下几个方面的研究和探讨:(1)采用坐标系前置的D-H变换矩阵建立PJR-2X型喷浆机器人的连杆坐标系,得到机器人各杆件参数,进而推导出机器人末端执行器的位姿方程,并结合曲线拟合的方法求解出相应的逆运动学方程。(2)介绍OpenGL编程技术和VC++开发工具,阐述MFC的编程原理并建立OpenGL运行环境。(3)讨论了建立虚拟样机涉及到的建模技术。利用AutoCAD建立机器人的三维装配模型,将这些模型转换成3DS文件。分析3DS文件格式并编写在OpenG运行环境下调用3DS文件的接口程序。开发出基于的OpenGL喷浆机器人三维运动仿真系统。该系统逼真地模拟了真实机器人的运动情况,实现了外部实时操作、场景漫游、正运动学参数显示、逆运动学位姿求解和示教展示等功能。为进一步验证机器人机构与结构设计的合理性、可靠性打下了基础,提高了设计效率,同时也解决了在OpenGL中复杂模型的建立问题,为其它机械装置的三维运动仿真提供了一种参考。
二、PJR系列喷射混凝土机器人(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、PJR系列喷射混凝土机器人(论文提纲范文)
(1)我国TBM法隧道工程技术的发展、现状及展望(论文提纲范文)
0 引言 |
1 我国TBM法隧道工程发展历程 |
1.1 自力更生,研发探索(1964—1990年) |
1.2 引进设备,外企施工(1990—1995年) |
1.3 引进设备,自主施工(1995—2013年) |
1.4 强强联合,自主研发(2013—2016年) |
1.5 自主品牌,推广应用(2016年至今) |
2 我国TBM法隧道工程现状 |
2.1 TBM法隧道工程规模 |
2.2 TBM法隧道工程分布区域 |
2.3 TBM法隧道工程分布领域 |
2.4 TBM法隧道开挖直径 |
2.5 TBM法与钻爆法联合施工 |
2.6 TBM法隧道施工进度与工期 |
2.7 TBM机型 |
2.8 TBM品牌 |
2.9 TBM零部件来源 |
2.1 0 TBM法隧道施工企业 |
3 我国TBM法隧道工程技术展望 |
3.1 TBM法隧道工程规模、区域与领域分布 |
3.2 TBM法与钻爆法联合施工且TBM施工占比逐步增加 |
3.3 TBM法隧道支护技术 |
3.3.1 TBM支护系统 |
3.3.2 TBM支护技术 |
3.4 复杂地质TBM法隧道施工技术 |
3.4.1 TBM超前地质预报技术 |
3.4.2 及时可靠的支护 |
3.4.3 超前处置技术 |
3.4.4 其他 |
3.5 新型TBM研发与应用 |
3.6 TBM关键部件国产化 |
3.7 TBM法隧道施工信息化与智能化技术 |
4 结语 |
(2)中国铁路隧道40年发展与展望(论文提纲范文)
0 引言 |
1 中国铁路隧道概况 |
2 中国铁路隧道发展的主要成果 |
2.1 设计理论和方法不断发展 |
2.1.1 以围岩稳定性评价和分级为主的设计方法 |
2.1.2 围岩变形控制设计方法 |
2.1.3 隧道机械化大断面设计方法 |
2.1.4 隧道支护结构设计总安全系数法 |
2.2 隧道标准体系更趋完善 |
2.2.1 隧道修建环境越趋复杂,隧道结构类型日趋多样 |
2.2.2 隧道建设标准进步快,标准体系更趋完善 |
2.3 隧道结构体系持续完善 |
2.3.1 隧道衬砌结构形式的统一和完善 |
2.3.2 隧道结构防排水体系的发展完善 |
2.3.3 耐久性设计及建筑材料的发展 |
2.4 特殊岩土和不良地质隧道修建技术渐成体系 |
2.5 隧道风险管理体系日趋健全 |
2.6 隧道运营防灾疏散救援体系逐步建立 |
2.7 隧道建造技术飞速发展 |
2.7.1 信息化设计施工技术方面 |
2.7.2 钻爆法隧道辅助工法方面 |
2.7.3 钻爆法隧道机械化大断面施工技术 |
2.7.4 盾构法隧道施工技术 |
2.7.5 TBM法隧道施工技术 |
3 标志性重点隧道工程 |
3.1 衡广复线大瑶山隧道 |
3.2 南昆铁路家竹箐隧道 |
3.3 西康铁路秦岭隧道 |
3.4 石太客专太行山隧道 |
3.5 狮子洋水下铁路隧道 |
3.6 西格二线新关角隧道 |
3.7 兰渝铁路西秦岭隧道 |
3.8 郑西客专特大断面黄土隧道 |
3.9 宜万铁路岩溶高风险隧道 |
3.1 0 深港高铁城市地下车站隧道 |
3.1 1 京张高铁新八达岭地下车站隧道 |
4 发展方向及展望 |
4.1 基于隧道围岩主动支护理念,进一步完善隧道主动支护体系 |
4.2 尽快打通BIM+GIS在隧道勘察、设计、施工、运维全生命周期中应用的关键环节 |
4.3 稳步推进铁路隧道施工少人化(高风险工序无人化)的智能建造技术 |
4.4 加快开发基于物联网技术的隧道智能运维新技术 |
5 结语 |
(3)八自由度隧道喷浆机械臂的运动学及喷浆轨迹规划研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 隧道喷浆机器人研究现状 |
1.2.1 国内外研究现状 |
1.2.2 隧道喷浆机械臂的逆运动学研究现状 |
1.2.3 隧道喷浆沉积速率模型与喷浆轨迹规划研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 八自由度隧道喷浆机械臂的运动学分析 |
2.1 冗余喷浆机械臂的正运动学 |
2.2 冗余喷浆机械臂的逆运动学 |
2.2.1 速度雅可比矩阵的建立 |
2.2.2 基于加权最小范数的运动学逆解优化算法 |
2.2.3 基于关节角参数化的运动学逆解解析算法 |
2.3 算法验证与仿真 |
2.4 本章小结 |
第3章 喷浆沉积速率问题的分析与建模研究 |
3.1 喷浆过程影响因素分析 |
3.2 喷浆沉积速率模型的建立 |
3.2.1 平面喷浆沉积速率模型的建立 |
3.2.2 直线轨迹动态喷浆模型的建立及求解 |
3.2.3 圆弧轨迹动态喷浆模型的建立及求解 |
3.3 复杂自由曲面的喷浆沉积速率模型的建立 |
3.4 相邻喷浆轨迹的模型建立及重叠间距优化 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于隧道表面模型特征的喷浆轨迹生成研究 |
4.1 隧道自动喷浆策略分析 |
4.2 基于隧道表面模型几何特征的喷浆区域划分 |
4.3 分片区域内部的喷浆路径生成算法 |
4.4 笛卡尔空间轨迹插补规划算法 |
4.4.1 笛卡尔空间直线插补算法 |
4.4.2 笛卡尔空间圆弧插补算法 |
4.4.3 笛卡尔空间B样条插补算法 |
4.5 本章小结 |
第5章 喷浆机械臂的样机设计与实验 |
5.1 喷浆机械臂的样机设计 |
5.1.1 机械臂的整体设计 |
5.1.2 关节驱动力仿真及关键零件的应力分析 |
5.2 运动控制系统搭建 |
5.3 机械臂样机运动实验 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(4)混凝土湿喷台车结构设计及分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 国外混凝土湿喷台车研究现状 |
1.2.2 国内混凝土湿喷台车研究现状 |
1.2.3 发展趋势 |
1.3 论文研究目的、研究内容及研究方法 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究方法 |
1.4 论文的章节安排 |
第二章 混凝土湿喷台车的结构设计 |
2.1 整车设计要求 |
2.2 混凝土湿喷台车的总体设计 |
2.2.1 混凝土湿喷台车各系统组成及功能需求 |
2.2.2 设计思路 |
2.2.3 混凝土湿喷台车主要参数 |
2.3 混凝土湿喷台车的主要结构设计及计算 |
2.3.1 整机功率的计算 |
2.3.2 底盘及发动机的选型 |
2.3.3 泵送机构的参数确定 |
2.3.4 湿喷机械臂的设计及尺寸参数确定 |
2.3.5 喷头的设计 |
2.3.6 其它系统的选择 |
2.4 本章小结 |
第三章 混凝土湿喷台车的抗倾覆稳定性分析 |
3.1 工程机械车辆的稳定性要求 |
3.2 抗倾覆稳定性校核方法 |
3.3 混凝土湿喷台车的稳定性分析 |
3.3.1 混凝土湿喷台车的工况分析 |
3.3.2 喷头工作时喷射反作用力计算 |
3.3.3 抗倾覆稳定性校核 |
3.4 本章小结 |
第四章 湿喷机械臂的有限元及模态分析 |
4.1 有限元软件介绍 |
4.1.1 ANSYS软件简介 |
4.1.2 Ansys Workbench平台简介 |
4.2 混凝土湿喷机械臂的静力学有限元分析 |
4.2.1 有限元分析基础 |
4.2.2 危险工况的确定 |
4.2.3 建立有限元模型 |
4.2.4 载荷设置 |
4.2.5 结果分析 |
4.3 混凝土湿喷机械臂的模态分析 |
4.3.1 模态分析基础 |
4.3.2 模态仿真 |
4.3.3 结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 湿喷机械臂的运动学分析与仿真 |
5.1 Matlab Robotics toolbox介绍 |
5.2 湿喷机械臂的运动学分析 |
5.2.1 D-H法建立坐标系 |
5.2.2 运动学求解与仿真 |
5.3 湿喷机械臂的工作空间分析 |
5.3.1 六自由度湿喷机械臂工作空间 |
5.3.2 基于蒙特卡洛法的工作空间分析 |
5.4 基于Matlab Robotics toolbox的湿喷机械臂运动轨迹规划 |
5.5 本章小结 |
第六章 湿喷机械臂的动力学分析与仿真 |
6.1 ADAMS软件介绍 |
6.2 湿喷机械臂动力学分析 |
6.2.1 湿喷机械臂的拉格朗日方程 |
6.2.2 湿喷机械臂的动力学方程 |
6.3 湿喷机械臂的动力学仿真 |
6.3.1 ADAMS模型的建立 |
6.3.2 湿喷机械臂的动力学仿真 |
6.3.3 结果分析 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的成果 |
致谢 |
(5)混凝土湿喷台车液压系统设计与研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文选题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外湿喷台车及液压系统研究现状 |
1.2.2 国内湿喷台车及液压系统研究现状 |
1.3 论文研究目的及技术路线 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 论文研究的主要内容 |
1.5 论文的章节安排 |
第二章 混凝土湿喷台车方案研究及液压系统总体设计 |
2.1 混凝土湿喷台车各系统方案分析 |
2.1.1 动力系统 |
2.1.2 行走系统 |
2.1.3 泵送系统 |
2.1.4 湿喷机械臂 |
2.1.5 其他辅助系统 |
2.2 混凝土湿喷台车液压系统要求 |
2.2.1 液压系统总体设计思路 |
2.2.2 液压系统技术要求 |
2.2.3 液压系统工作压力分析 |
2.3 泵送工作效率分析 |
2.4 行驶阻力分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 混凝土湿喷台车液压系统分析及设计计算 |
3.1 混凝土湿喷台车工作装置液压系统设计 |
3.1.1 泵送装置液压回路设计 |
3.1.2 湿喷机械臂液压回路设计 |
3.1.3 支腿装置液压回路设计 |
3.2 混凝土湿喷台车行走装置液压系统设计 |
3.2.1 行走装置液压回路设计 |
3.2.2 转向装置液压回路设计 |
3.2.3 制动装置液压回路设计 |
3.2.4 换挡装置液压回路设计 |
3.3 混凝土湿喷台车辅助装置液压系统设计 |
3.3.1 卷缆装置液压回路设计 |
3.3.2 水泵装置液压回路设计 |
3.4 工作装置关键液压元件计算与选型 |
3.4.1 喷头马达 |
3.4.2 液压缸 |
3.4.3 泵送液压泵 |
3.4.4 液压油箱 |
3.4.5 回转机构 |
3.5 行走液压系统关键元件计算与选型 |
3.5.1 发动机 |
3.5.2 行走马达 |
3.5.3 行走液压泵 |
3.5.4 行走机构传动比计算 |
3.5.5 转向液压缸 |
3.5.6 全液压转向器 |
3.6 本章小结 |
第四章 混凝土湿喷台车液压回路仿真与分析 |
4.1 AMESim仿真软件介绍 |
4.2 底盘系统建模与仿真 |
4.2.1 行走液压系统仿真模型的建立 |
4.2.2 行走液压系统仿真结果分析 |
4.2.3 转向液压系统仿真模型的建立 |
4.2.4 转向液压系统仿真结果分析 |
4.3 泵送系统建模与仿真 |
4.3.1 泵送主液压泵模型的建立 |
4.3.2 泵送液压系统仿真模型的建立 |
4.3.3 泵送液压系统仿真结果分析 |
4.4 湿喷机械臂建模与仿真 |
4.4.1 负载敏感变量泵模型的建立 |
4.4.2 负载敏感多路阀模型的建立 |
4.4.3 臂架液压系统仿真模型的建立 |
4.4.4 臂架液压系统仿真结果分析 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(6)巷道喷浆机械手轨迹规划与自动控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 喷浆技术及机械手轨迹规划概述 |
1.3 国内外研究现状及存在问题 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 本章小结 |
2 喷浆机械手设计 |
2.1 喷浆机械手最佳喷浆工艺 |
2.2 喷浆机械手结构设计 |
2.3 机械手喷浆工作原理 |
2.4 喷浆机械手关键零部件静力学分析 |
2.5 喷浆机械手模态分析 |
2.6 本章小结 |
3 喷浆机械手运动学分析 |
3.1 机械手位姿描述 |
3.2 喷浆机械手连杆坐标系建立 |
3.3 喷浆机械手正运动学分析 |
3.4 喷浆机械手逆运动学分析 |
3.5 本章小结 |
4 喷浆机械手运动轨迹规划研究 |
4.1 喷浆机械手运动规划 |
4.2 喷头位姿 |
4.3 机械手水平轨迹规划研究 |
4.4 机械手竖直轨迹规划研究 |
4.5 本章小结 |
5 喷浆机械手自动控制系统研究 |
5.1 喷浆机械手动作分析 |
5.2 PLC控制系统方案设计 |
5.3 喷浆机械手PLC控制系统设计 |
5.4 电液比例位置控制系统设计 |
5.5 PID控制系统设计 |
5.6 喷浆机械手PID控制仿真 |
5.7 本章小结 |
6 喷浆机械手自动控制实验研究 |
6.1 实验目的 |
6.2 实验方案设计 |
6.3 实验结果分析 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(7)湿喷台车臂架结构及其液压系统性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 混凝土喷射技术及工艺简介 |
1.3 湿喷台车发展研究现状 |
1.3.1 混凝土湿喷台车国外发展状况 |
1.3.2 混凝土湿喷台车国内发展状况 |
1.4 混凝土喷射臂架技术发展研究现状 |
1.4.1 臂架系统技术国外发展状况 |
1.4.2 臂架系统技术国内发展状况 |
1.5 课题的研究意义及研究内容 |
第2章 混凝土湿喷台车系统性能设计研究 |
2.1 湿喷台车结构组成介绍 |
2.2 湿喷台车驱动液压系统分析设计 |
2.2.1 DA控制原理介绍 |
2.2.2 驱动系统设计计算 |
2.2.3 驱动液压系统关键元件选择 |
2.3 湿喷台车臂架液压系统性能优化设计研究 |
2.3.1 臂架液压系统性能要求 |
2.3.2 臂架液压系统优化分析设计 |
2.3.3 进油联阀块改进优化设计介绍 |
2.4 湿喷台车泵送液压系统分析设计 |
2.4.1 泵送系统工作原理 |
2.4.2 泵送液压系统方案设计 |
2.5 其他系统设计介绍 |
2.5.1 行车制动液压系统 |
2.5.2 转向液压系统 |
2.5.3 支腿液压系统 |
2.5.4 电缆卷筒液压系统 |
2.6 本章小结 |
第3章 湿喷台车臂架结构建模及有限元分析 |
3.1 臂架动作参数分析 |
3.2 湿喷台车臂架有限元模型建立及处理 |
3.2.1 臂架三维有限元模型建立 |
3.2.2 典型危险工况确定及模型处理 |
3.3 典型工况有限元计算及分析 |
3.3.1 ANSYS Workbench简介 |
3.3.2 水平伸出工况有限元分析 |
3.3.3 小臂回转90度工况有限元分析 |
3.4 大臂结构模态分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 臂架液压系统建模及仿真分析 |
4.1 臂架系统主要元件数学建模分析 |
4.1.1 负载敏感泵数学建模 |
4.1.2 负载敏感比例多路阀数学建模 |
4.1.3 执行元件数学建模 |
4.2 基于AMESim的臂架系统模型建立 |
4.2.1 负载敏感变量泵模型的建立 |
4.2.2 负载敏感多路阀模型的建立 |
4.2.3 臂架液压系统仿真模型的建立 |
4.3 臂架液压系统对比仿真分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 湿喷台车臂架液压系统性能试验 |
5.1 湿喷台车调试试验准备 |
5.2 臂架液压系统优化对比试验 |
5.2.1 臂架系统试验说明 |
5.2.2 臂架系统对比分析试验 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(8)喷浆机械手定位误差与运动模式优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 混凝土喷射机的概述 |
1.2.1 喷浆技术的发展 |
1.2.2 国内外混凝土喷射机的发展状况 |
1.3 喷浆机械手的研究现状与发展方向 |
1.3.1 喷浆机械手的研究现状 |
1.3.2 喷浆机械手的发展方向 |
1.4 机械手定位误差产生的原因 |
1.5 课题的研究意义和主要研究内容 |
1.5.1 课题研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
2 喷浆机械手的静态误差分析 |
2.1 喷浆机械手的结构分析 |
2.2 喷浆机械手位姿与运动描述 |
2.2.1 连杆参数和坐标系的建立 |
2.2.2 连杆变换与运动学方程 |
2.3 喷浆机械手位姿误差模型的建立 |
2.3.1 机械手正运动学分析 |
2.3.2 机械手的位姿误差模型 |
2.4 喷浆机械手的静态误差分析 |
2.4.1 机械手的静态误差参数 |
2.4.2 机械手的静态误差空间 |
2.5 本章小结 |
3 喷浆机械手虚拟样机建模与动态误差模型 |
3.1 喷浆机械手多刚体虚拟样机建模 |
3.1.1 机械手三维实体模型的建立 |
3.1.2 机械手多刚体虚拟样机模型的建立 |
3.1.3 虚拟样机模型冗余约束的处理 |
3.2 喷浆机械手刚柔耦合模型的建立 |
3.2.1 柔性体的生成方法与关键点 |
3.2.2 小臂伸缩臂柔性体的生成 |
3.2.3 机械手刚柔耦合模型的建立 |
3.3 喷浆机械手的动态误差模型 |
3.4 本章小结 |
4 喷浆机械手的动态误差研究 |
4.1 机械手载荷的确定与施加 |
4.1.1 载荷的确定 |
4.1.2 载荷的施加 |
4.2 基于柔性变形的机械手动态定位误差仿真 |
4.2.1 侧喷过程中定位误差仿真分析 |
4.2.2 顶喷过程中定位误差仿真分析 |
4.2.3 仿真结果分析 |
4.3 不同喷射速度下的机械手末端动态误差分析 |
4.3.1 不同喷射速度下侧喷仿真分析 |
4.3.2 不同喷射速度下顶喷仿真分析 |
4.3.3 仿真分析结论 |
4.4 本章小结 |
5 喷浆机械手运动模式的优化 |
5.1 机械手优化问题的概述 |
5.2 机械手运动模式优化的可行性 |
5.3 机械手运动模式的优化分析 |
5.3.1 初次优化分析 |
5.3.2 二次优化分析 |
5.4 本章小结 |
6 喷浆机械手实验研究 |
6.1 实验目的和内容 |
6.1.1 实验目的 |
6.1.2 实验内容 |
6.2 实验条件 |
6.2.1 实验用混凝土 |
6.2.2 实验样机与设备 |
6.3 实验方法 |
6.4 实验结果与分析 |
6.4.1 常规运动模式下的喷射实验 |
6.4.2 最佳运动模式下的喷射实验 |
6.4.3 实验结果分析 |
6.5 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 研究工作总结 |
7.2 今后研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的主要研究成果 |
致谢 |
(9)基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.2 喷浆机器人及开放式系统的国内外研究现状 |
1.3 课题研究内容安排 |
2 喷浆机器人及开放式算法的功能特性 |
2.1 喷浆机器人的结构和工作原理 |
2.2 开放式算法的功能特性 |
3 PJR-2X型喷浆机器人控制系统电路设计 |
3.1 系统整体设计 |
3.2 C8051F020单片机及外围电路 |
4 开放式算法平台的设计 |
4.1 基于VB的串口通讯技术 |
4.2 控制算法的选择 |
4.3 基于VB的开放式算法平台的软件实现 |
5 PJR-2X型喷浆机器人的调试 |
5.1 控制算法参数整定及仿真 |
5.2 PJR-2X型喷浆机器人调试结果 |
6 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 操作器电路原理图 |
附录B 直接控制器模拟量模块电路原理图 |
附录C 直接控制器开关量模块电路原理图 |
(10)PJR-2X型喷浆机器人交互式虚拟样机系统开发(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 机器人技术概述 |
1.2 虚拟样机技术概述 |
1.3 课题背景及研究内容 |
2 喷浆机器人的运动学分析 |
2.1 运动学分析方法 |
2.2 喷浆机器人结构简介 |
2.3 喷浆机器人正运动学分析 |
2.4 喷浆机器人逆运动学分析 |
2.5 本章小结 |
3 虚拟样机系统工作平台搭建 |
3.1 OpenGL概述 |
3.2 OpenGL框架的架构 |
3.3 虚拟样机系统运行环境设置 |
3.4 本章小结 |
4 虚拟样机系统结构实现 |
4.1 三维建模方法 |
4.2 喷浆机器人运动仿真的实现 |
4.3 虚拟样机系统数据显示 |
4.4 本章小结 |
5 外部操作器的设计 |
5.1 MSComm控件介绍 |
5.2 MSComm控件的使用 |
5.2. 操作器的设计 |
5.3 发布程序 |
5.4 本章小结 |
6 总结和展望 |
6.1 本课题的研究成果 |
6.2 本课题存在的问题 |
6.3 应用前景 |
致谢 |
参考文献 |
发表的论文 |
四、PJR系列喷射混凝土机器人(论文参考文献)
- [1]我国TBM法隧道工程技术的发展、现状及展望[J]. 齐梦学. 隧道建设(中英文), 2021(11)
- [2]中国铁路隧道40年发展与展望[J]. 田四明,王伟,杨昌宇,刘赪,王明年,王克金,马志富,吕刚. 隧道建设(中英文), 2021(11)
- [3]八自由度隧道喷浆机械臂的运动学及喷浆轨迹规划研究[D]. 郭玉. 燕山大学, 2021(01)
- [4]混凝土湿喷台车结构设计及分析[D]. 杨江涛. 长安大学, 2020(06)
- [5]混凝土湿喷台车液压系统设计与研究[D]. 王赫乾. 长安大学, 2020(08)
- [6]巷道喷浆机械手轨迹规划与自动控制研究[D]. 徐海乔. 中国矿业大学, 2019(09)
- [7]湿喷台车臂架结构及其液压系统性能研究[D]. 王昭. 燕山大学, 2018(05)
- [8]喷浆机械手定位误差与运动模式优化研究[D]. 刘亚东. 中南大学, 2013(03)
- [9]基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D]. 刘鲁艳. 山东科技大学, 2010(03)
- [10]PJR-2X型喷浆机器人交互式虚拟样机系统开发[D]. 陈斌. 山东科技大学, 2010(03)