一、平面机构运动的智能化分析（论文文献综述）
曹斌华[1]（2021）在《设计基础课程的整合与重构 ——以南京艺术学院教学实验为例》文中研究说明随着数字化设计从普及到升级到变向的发展过程,当代设计发生了突飞猛进的变化,已然超越了简单的视觉图像层面而趋向于更为综合、系统与跨界。然而,大部分院校的设计基础教学却不容乐观,年级分段式的、简单化的、被分割的单元课程学习模式,依旧涵盖于几乎所有国内院校的设计教学之中,即所谓的素描、色彩、装饰及构成等课程。由此可知,专业化与碎片化的分门别类的知识训练和当下综合性与交叉性的设计发展趋势的矛盾,已然对设计教育特别是设计基础课程方面提出了严峻的挑战。针对此问题,本文应对的方法及研究方向即是:通过课程的整合与重构,尝试建构起一种主题性、综合型的设计基础教学模式,以课题整合与作业编排为教学方法,以多种形式“语法”、“手法”、“看法”为作业途径,从而对基础教学展开反思与实验。本论文首先以包豪斯设计基础教学的整合性、多元性特质为讨论的出发点,在其课程的整体架构中反思中国自身设计教育在诸多方面过于碎片化的问题;其次,依据教育学视野和学科学理的角度讨论专业发展、现实情境以及学生条件等三方面的设计现状;再次,以整合的角度对中外国际联合教学工作坊、建筑设计以及当代艺术等相关基础教学的课题展开参照性地描述;从此,以设计基础的基本要素作为出发点揭示出以“形式”为学理取向的设计基础课程的发展方向;最后,以课程模式、课题设计、作业条件、主题切入等内容作为课程整统的要点,以此展开“整合”观念下的“物象”、“方法”、“交叉”、“专业”等四类方向的12个主题性、综合型设计教学案例的讨论,并对教学成效进行记录与分析。本文所提及的主题性教学法的核心是通过课题整合手段,将原有以技法、材料为区分的课程内容重构于主题之下,并围绕简单到复杂的系列主题教学单元展开教学活动与实践。这一教学改革旨在打破分门别类的传统课程模式,倡导教学理念回归到设计学交叉性、跨学科性的特质中,并与当下极具整合意义的设计趋向相吻合,因此,对于设计基础中新教学体系的构建具有一定的学术价值和实践意义。
王诗宇[2]（2021）在《智能化工业机器人视觉系统关键技术研究》文中进行了进一步梳理工业机器人是先进制造系统中最具代表性的设备之一,被越来越多地应用到现代化生产制造过程,代替人工高效地执行各种复杂环境下的工业生产任务。传统依照预设程序实现重复动作任务的工业机器人应用已经无法适应当前复杂多样的生产任务需求,需要工业机器人具备更高的智能化程度顺应制造业向智能化转型的发展趋势。进一步提升工业机器人对外部环境的感知能力是当前智能化工业机器人的主要发展方向,由于视觉传感器能够为工业机器人提供更加完整的环境信息,同时具备非接触测量等优势,视觉感知能力已经逐渐成为智能化工业机器人最重要的感知能力之一,因此为工业机器人配备视觉系统是提升工业机器人智能化程度的主要手段,在复杂多样的生产任务中具有显着的实用性。本文充分阐述了工业机器人视觉系统的组成结构及各部分功能的实现原理,分析了国内外工业机器人视觉技术的研究与应用现状。在此基础上,开展了智能化工业机器人视觉系统关键技术的研究,探索了不同视觉任务需求下结合不同类型工业机器人的智能化应用研究。本论文开展的主要研究内容如下:1.研究工业机器人视觉系统成像原理。建立真实世界与图像像素之间精确的映射关系是后续工业机器人准确执行视觉任务的前提和保证。通过描述四个坐标系之间的变换过程,解释了真实场景中世界坐标向数字图像像素的投影过程,并通过建立线性成像模型明确了相机的内外参数矩阵。在此基础上,介绍了实际成像过程中由镜头引起的畸变类型,引入畸变系数建立更接近真实成像过程的非线性模型。相机标定过程能够确定每次成像过程相机的内外参数,通过张正友相机标定方法详细介绍了相机标定过程中相关参数的求解方法和优化过程,并利用张氏标定法完成对不同型号工业相机的参数求解过程。2.研究2D视觉任务下并联机器人对传送带上多种类随机分布目标的高速分拣应用,设计并搭建了一套基于2D机器视觉系统的分拣实验平台。通过建立用户坐标系实现目标对象从视觉任务空间到并联机器人作业空间的映射,并利用图像去重复算法实现对传送带上动态目标的视觉信息采集。选择稳定的边缘特征作为不同目标类别的判断依据,分别对传统Canny边缘检测算子和基于深层卷积神经网络的RCF边缘检测算法进行优化,分析比较两种边缘提取方法的性能。针对目标的旋转情况,利用稳定的边缘特征提出一种基于边缘质心距离的匹配模型,完成对不同类别目标的匹配过程。分拣实验结果表明并联机器人末端能够成功抓取传送带上的动态目标,证明机器人末端与2D视觉系统间建立了正确的手眼变换模型,图像去重复算法有效剔除了重复信息;机器人末端将目标对象按照固定姿态和类别正确放置,证明了2D视觉系统完成了对目标对象的正确匹配和目标2D姿态的准确计算。3.研究2.5D视觉任务下视觉系统引导六自由度关节型工业机器人的精准定位应用。在航天领域粒子辐照试验背景下,针对粒子辐照试验的任务需求及当前试验流程存在的不足,设计并搭建了一套自动化辐照试验平台。利用2.5D视觉系统完成对目标对象辐照位置的信息采集,对特征匹配过程得到的匹配点对进行统计分析,并结合目标显着性原理,提出了一种基于区域分布差异的特征匹配方法,完成复杂背景下实例目标的检测过程,实现辐照参数的调用。通过给出一种误差权重分配方法不断优化工业机器人末端与视觉系统间的手眼关系模型,保证辐照试验过程束流照射位置的精度。最终自动化辐照试验平台准确完成了粒子辐照流程,证明了所提方法的有效性。4.研究3D视觉任务下工业机器人对空间任意位姿目标物体的抓取应用,并利用六自由度关节型机器人结合双目视觉系统搭建了3D目标抓取实验平台。工业机器人对空间任意位姿目标的准确抓取依赖3D视觉系统对空间目标六自由度位姿信息的正确估计。通过研究双目视觉系统的成像过程及实现目标深度信息恢复过程的视差原理,将目标在左右视图中对应的匹配点对形成空间三维点云,提出一种基于全局结构特征约束的目标估计方法,将描述目标结构的全局特征量化为点云重建过程的约束条件,实现对目标物体的六自由度位姿估计。实验结果表明机器人末端能够以相应姿态完成对任意摆放目标的抓取,证明了所提方法的可行性。本文分别构建了2D、2.5D和3D视觉任务下工业机器人结合视觉系统的应用环境,探索了不同类型工业机器人在结合视觉系统的应用过程所涉及的关键技术,对并联型工业机器人和六自由度串联型工业机器人与视觉系统间的手眼关系模型、复杂背景条件下的实例目标检测和目标物体空间六自由度位姿估计等关键技术进行了研究,本文以实验室承担的“智能机器人”国家重点研发计划和“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项项目研发任务为背景,研究内容涵盖了多种机器人结合视觉系统的应用场景,能够为今后工业机器人智能化的研究提供一定的参考依据。
霍昱名[3]（2021）在《厚煤层综放开采顶煤破碎机理及智能化放煤控制研究》文中研究说明随着我国矿业现代化进程的稳步推进,采矿装备的电气化带动了采矿技术的快速发展,开采规模也随之不断扩大。融合大数据、云计算、人工智能以及工业5G等新型信息技术的智能化采矿方法,不仅能达到“无人”矿井的行业目标,更成为保障我国能源安全与促进经济高质量发展的全新机遇。尽管信息化技术成熟度不断提高,综采放顶煤技术在我国经过四十余年的发展也已经取得明显进步,但智能化综放开采仍然存在一些问题亟待解决,主要体现在综放开采理论、技术与智能化开采实践联系不紧密、应用程度不高等方面。厚煤层综放开采智能化的关键是放煤过程的智能化,须在掌握顶煤破碎、放出规律的基础上,结合智能化探测、控制技术手段,建立智能化放煤控制体系。本文根据王家岭煤矿12309智能化建设工作面为背景,研究着眼于综放开采全过程,以顶煤采动应力场演化规律为切入点,揭示顶煤在综放开采过程中的破碎机理,阐明散体顶煤由后刮板输送机放出的放出特性,提出合理的放煤方法,为厚煤层智能化放煤的增产增效提供理论支撑。在理论分析的基础上,提炼实现智能化放煤所需的各项关键技术,并将其综合应用,为厚煤层智能化放煤的实现提供重要的技术支撑。得到的主要结论有:（1）基于主应力空间,研究了厚煤层综放开采过程中顶煤受力单元主应力场演化规律。利用有限差分数值模拟方法,考虑液压支架工作阻力对顶煤的支撑作用,阐明了高水平应力条件下顶煤主应力值变化及方向偏转特性,在此基础上将顶煤划分为原岩应力区、中间主应力升高区、应力显着升高区、应力峰后降低区及液压支架控顶区5个分区,得到了高水平应力条件下顶煤主应力驱动路径,为后续顶煤渐进破碎机理的研究提供了应力边界条件。（2）基于弹塑性力学理论,明析了描述顶煤应力状态的平均应力、偏应力及应力Lode角3个参数在综放开采中的演化过程,揭示了上述3个参数在各顶煤分区中的演化特性,基于高精度工业CT扫描技术,运用合成岩体（SRM）数值建模方法,重构了裂隙煤体三维数值模型,运用“有限差分-颗粒流”耦合数值方法,建立了“连续-非连续”耦合真三轴数值模型,在指定主应力边界条件下模拟了顶煤渐进破碎过程,阐明了试件裂隙发育迹线及破碎块度分布规律,实测了放落顶煤破碎块度分布特性,与数值模拟结果进行了类比分析,证明了数值方法可靠性,为后续散体顶煤运移及放出规律的研究提供了数据支撑。（3）基于“有限差分-颗粒流”耦合算法,建立了“连续-非连续”耦合综放开采数值模型,开发了“随机自由落体-逐步伺服夯实”的耦合建模方法,反演了综放开采从工作面设备安装至放煤稳定的全过程,得出了煤矸分界线形态演化的3个特性,并以此为依据改进了“Hook”函数,使之适于描述煤矸分界线形态,以改进的“Hook”函数对煤矸分界线形态进行了拟合,揭示了综放开采煤矸分界线形态从初次放煤到周期放煤的演化规律,将其演化历程分为了初采影响阶段、过渡放煤阶段和周期放煤阶段3个阶段,为后续基于智能化放煤控制技术的放煤工艺选择提供了顶煤位移边界条件。（4）将整个放煤过程划分为放煤开始前、放煤过程中及放煤结束后3个阶段,分析了各阶段内的智能化控制技术,包括:放煤开始前的顶煤厚度探测、采煤机惯导定位,放煤过程中的放煤机构精准监测控制、煤矸识别,放煤结束后的采出量实时监测。将上述智能化技术有机结合,建立了智能化放煤控制技术体系,从自感知、自学习、自决策及自执行4个层面,揭示了各智能化放煤控制技术的内在联系,最终构建了智能化放煤控制的基本结构,为后续智能化放煤工艺参数选择及实现智能化放煤控制提供了技术依据。（5）基于智能化放煤控制技术体系,以煤矸分界线演化特性研究结果为顶煤位移边界条件,改进了Bergmark-Roos理论,建立了周期放煤时间预测理论模型,提出了放煤口启停判别的综合判别方法,建立了包含多台液压支架的“有限差分-颗粒流”耦合数值模型,优化得出了适用于现阶段智能化综放工作面的合理放煤工艺参数,最终于王家岭煤矿12309工作面建立了智能化综放示范工作面,升级更新了工作面主要生产设备及组织关系,验证智能化放煤控制各项技术的可靠性,实现了较好的经济效益和社会效益。
史汉卿[4]（2021）在《五自由度并联驱动修磨机械臂设计与分析》文中进行了进一步梳理钢铁工业是自动化程度较高的流程工业之一,工业机器人已成为欧美国家钢铁生产线的主流配置。近年我国部分钢铁企业也在炼钢、轧制等关键工序开始应用工业机器人。特钢棒材精整作业包含拆捆、打捆、修磨、贴标、称重等作业工序,具有转运频繁、环境恶劣、劳动繁重、安全风险高等特点,迫切需要推动作业岗位机器人化及无人化,以满足特钢企业安全、高质、高效的生产需求。修磨作为特钢精整现场的关键工序,可消除产品缺陷,提升产品附加值。现有磨抛装备大多采用串联机构,主要适用于金属去除量小的柔性打磨抛光任务,制约着特种钢材智能化修磨向高精度、大荷重的方向发展。本文依据特钢棒材精整现场人工双臂修磨方式,设计了一种仿人上肢的五自由度并联驱动修磨机械臂,对其机构学进行了深入的研究。分析了特钢棒材表面微裂纹缺陷的形貌特征,并根据精整工艺要求确定了修磨机械臂需具备的自由度特性,即三维移动和二维转动。通过研究修磨过程中人体双臂的拓扑结构和运动模式,分析了人工双臂修磨的运动特征。利用仿生学原理设计了仿人体上肢结构的修磨机械臂执行机构和驱动机构构型,综合出两种满足修磨工艺要求的驱动机构。系统分析了全部机构的方位特征集,确定了执行机构运动输入点和对应的运动输入特征。通过设置同轴转动副改善了修磨机械臂的耦合性。基于方位特征方程研究了驱动机构和执行机构的运动匹配性,确定了驱动机构各分支与执行机构的运动匹配关系和所需的拓扑结构条件。设计了五自由度并联驱动修磨机械臂的构型方案和修磨机器人的原理样机。利用齐次变换法建立了修磨机械臂机构的位置反解模型。基于变分几何法在CAD软件中绘制了机构的可达工作空间。对第一驱动分支建立复数方程,求解了其关节和任务空间的映射矩阵,对第二驱动分支的运动学回路向量方程求导,得到了第二驱动分支的雅可比矩阵,通过分析执行机构局部坐标系之间的变换关系并构造矩阵得到了修磨机械臂机构的全雅可比矩阵。基于牛顿迭代法建立了机构的位置正解模型,并通过仿真验证了运动学模型的正确性。通过定义机构的全域位置敏感度系数指标,绘制了一套参数化性能图谱,系统地分析了特定工况下驱动系统分辨率对机构位置分辨能力的影响程度。对修磨机械臂进行力学分析,通过定义错切变换矩阵,简化了第一驱动分支和执行机构之间静态分析过程,求解了修磨机械臂在静态平衡状态下驱动力与输出力之间的映射关系。对驱动机构和执行机构各支链质心的速度和加速度分析,建立了修磨机械臂的动力学模型。利用无量纲雅可比矩阵对修磨机械臂的局域运动学性能进行评价。综合考虑驱动机构和执行机构多分支之间的耦合效应和高维参数设计空间的特点,提出了多分支协同优化策略。分别建立了驱动机构和执行机构的优化设计模型,根据特钢棒材修磨任务的特点提出了四个设计指标,包括工作空间体积指标、全域灵活性指标、全域刚度指标和匹配性指标。绘制了关于上述指标的性能图谱,分析了各指标和不同尺寸之间的关系,得到了各驱动分支和执行机构的优质尺度域,计算出修磨机械臂全域最优结构参数。本文的研究内容为该修磨机械臂的开发与应用提供理论基础,对扩大并联驱动机构应用范围、推动冶金工业智能化发展具有一定意义。
王顺[5]（2021）在《基于视觉引导的捞渣机器人系统开发与应用研究》文中研究指明伴随着传统制造业的智能制造技术落地的不断推进,在冶金行业升级转型的关键阶段,进一步提高智能化水平是行业的当务之急。给机器人配上眼睛,实现机器人系统与机器视觉技术相结合,是传统制造行业智能化升级的突破口。镀锌生产线是高温、高粉尘、高噪声的恶劣生产场景,操作工人劳动强度大,现场存在严重的安全隐患。本文针对邯钢2#镀锌线的生产环境、捞渣工艺以及功能需求,设计研发了一套基于机器视觉的捞渣机器人系统,并最终成功上线运行,创新性地将机器视觉技术应用于镀锌生产线,弥补了第一代基于示教的捞渣机器人的不足,极大地提高了机器人动作的灵活性和捞渣效率,减少对人工的依赖,解放了劳动力,实现了减员增效,对后续机器人视觉系统在冶金行业的落地具有宝贵的借鉴意义。本文的主要工作内容如下:1.针对镀锌线捞渣工艺和功能需求,研发一套融合机器视觉的捞渣机器人系统。在硬件选型上,选择福生威尔WBOX3401作为主控系统,海康威视相机DS-2CD3T46FDWDV2-I8S作为图像采集系统,ABB公司的IRB6700 200/2.6机器人作为运动执行机构,在控制软件统一协调下实现智能化捞渣。2.针对锌渣图像的识别定位及锌渣含量计算,分析了锌渣与锌液的特征区别,采用传统图像处理流程,基于Open CVSharp算法库,研究并实现锌渣图像的预处理和形态学分析。同时,对比研究Prewitt、Sobel、Laplacian、Canny边缘检测算子对锌渣图像的分析结果,最终,基于Laplacian算子实现锌渣的识别定位,并结合方差分析实现区域内锌渣含量计算。3.针对镀锌线的机器人视觉系统的手眼标定问题,分析并确定视觉系统结构为Eye-to-Hand。分析相机的针孔成像数学模型,建模得到空间点到像素坐标点的成像模型,利用张氏标定法实现相机标定,得到内外参数和畸变参数。简化锌锅液面为2D场景,利用九点法计算得到锌锅池图像的像素坐标系到机器人基坐标系的变换矩阵,并验证变换矩阵精度,满足实际应用需求。4.基于上述研究工作,成功在镀锌线落地应用了基于机器视觉的捞渣机器人系统。基于Win Form应用窗体,编程实现上位机控制软件开发;在窄空间大跨度的镀锌场景复杂条件下,实现机器人运动轨迹规划和一键复位功能。最后,分析实际的捞渣效果,并与第一代捞渣机器人进行对比,基于机器视觉的捞渣机器人系统提高了捞渣效率,实现半小时捞渣率95%。
赵祥杰[6]（2021）在《销轴组装机上料装置的研究》文中提出随着组装设备产业规模的不断扩大和客户需求的不断提高,要求各种组装机不仅能够完成各种复杂任务,而且能够适应各种极端场合,提倡高效、绿色、成本低、智能化程度高的组装设备已成为未来的发展趋势。由于芯体结构较为复杂,为了提高销轴组装机的工作性能和工作效率,需要提升芯体上料装置的智能化程度。针对这一现实需要,本文以芯体上料装置为研究对象,对其进行了结构设计、动力学仿真分析、芯体定位及矫正等工作,主要研究内容如下:（1）芯体上料装置的结构分析。根据销轴组装机的工艺过程以及结构特点,确定了芯体上料装置的工艺原理及过程,并对芯体的供料、定位、抓取、矫正、装夹、输送等过程进行了研究,确定了芯体上料装置的上料方案。并采用SolidWorks对芯体上料装置进行了结构设计,包括芯体供料模具、芯体装夹模具,芯体供料装置、芯体取料装置等,并确定了总体布局。（2）芯体上料装置的动态特性及动力学仿真分析。一方面采用有限元分析方法构建了横梁机械手有限元模型,对其进行模态分析,分析其振动响应对系统可靠性的影响,得出横梁机械手无论是低频还是高频对整机的影响程度都很小,避免了共振的发生;另一方面建立刚柔耦合多体系统动力学模型,利用ADAMS和MATLAB对横梁机械手联合仿真,分析了不同速度和不同负载的变化对机械手末端振动的影响,结果表明,速度变化对机械手末端振动的影响更为显着。（3）基于机器视觉的芯体上料定位分析。完成了视觉系统的搭建及标定工作,并采用均值滤波、中值滤波和高斯滤波等方法对图像平滑去噪处理,得出高斯滤波对图像平滑降噪处理效果较好。在此基础上,采用模板匹配与Blob分析方法对芯体模拟定位,对比得出Blob分析定位精度较高。（4）芯体定位、矫正试验。搭建试验平台,运用模板匹配和Blob分析两种方法对比试验,得出同一位置芯体坐标横向和纵向最大数据差值均小于仿真结果的差值,并在相同条件下,得出运用Blob分析定位精度较高,而运用模板匹配运算量较小;针对芯体矫正,运用高斯滤波预处理,阈值分割,特征提取,仿射变换等算法处理获得偏移角度并矫正,多次试验后,得出矫正误差均小于0.0013弧度。通过芯体定位、矫正试验,验证了其方案的可行性。
于鲁川[7]（2021）在《汽车外覆盖件冲压生产线送料系统高速稳定运行理论及方法研究》文中研究指明“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项的提出、实施与推广,促进汽车外覆盖件冲压生产线跨越式发展,符合汽车行业高速化、柔性化、自动化、智能化发展方向,满足汽车行业日益增长发展需求。虽然国内厂商已研制类型多样的大型机械压力机冲压生产线、大型伺服压力机冲压生产线、大型多工位冲压生产线,并将整个生产线广泛销往一汽、上汽、长城、比亚迪、通用、雪铁龙、福特等国内外知名汽车企业,但该领域仍然存在基础共性技术研究深度不够、理论成果验证不充分等问题,严重制约汽车外覆盖件冲压生产线进一步发展。汽车外覆盖件冲压生产线是通过若干个送料系统和冲压工位,以金属板材为加工对象,将其制成类型多样、结构复杂的车身金属薄板。由于技术壁垒、数据保密等原因,该方面公开报道研究尚少。然而,相关研究数据表明,送料系统类型和轨迹对汽车外覆盖件冲压生产线高速稳定地运行影响很大,汽车外覆盖件冲压生产线仿真技术在以不消耗任何实际生产资源情况下,对实际生产过程进行动态模拟,可以快速地验证单个或多个运动设备之间轨迹规划结果的合理性、有效性,缩短研发周期。因此,本文将从理论分析、仿真优化与实验验证三个方面对汽车外覆盖件冲压生产线送料系统机构及其轨迹进行系统的研究。从图论角度出发,研究平面连杆运动链同构判别及其自动绘制机理。分析常见同构判别、自动绘制方法特点,提出一种适合于平面连杆运动链简单、可靠的同构判别及自动绘制方法。以连杆和运动副交替连接分布为基础,结合连杆-连杆邻接矩阵和环路理论,建立平面连杆运动链和伪环路矩阵之间的联系,明确平面连杆运动链同构判别标准;基于平面连杆运动链中连杆和运动副分布特点及其连接关系,总结平面连杆分类绘制原则,结合同心圆和叉积运算,提出平面连杆运动链自动绘制路线。理论分析结果表明,基于伪环路矩阵的同构判别方法可有效地判别不同平面连杆运动链的同构性,连杆分类最优布局法可有效地绘制平面连杆运动链。基于平面连杆运动链中连杆和运动副关系,建立给定连杆数量和给定连杆自由度与连杆类别的联系。以连杆-连杆邻接矩阵为基础,提出连杆-路径邻接矩阵,直观地反映平面连杆运动链中连杆分布和环路组成。分析应用于平面连杆运动链中常见的机构类型综合方法,依次通过确定连杆类别集、建立元素数据库、确定元素位置、从元素数据库挑取元素、刚性链判别、同构判别和自动绘制的技术路线,提出基于连杆-路径邻接矩阵的纯转动副平面连杆运动链机构类型综合方法。分析汽车外覆盖件冲压生产线送料系统工作环境和任务需求,以纯转动副平面连杆运动链机构类型综合结果为基础,将平面连杆运动链中若干个转动副替换为移动副,对送料系统进行机构创新,完善任务驱动型机构创新型设计方法。理论研究结果表明,本文提出的平面连杆运动链机构类型综合方法可生成完备的平面连杆运动链构型,任务驱动型机构创新型设计方法可有效地设计送料系统新构型,为保证汽车外覆盖件冲压生产线高速稳定地运行奠定了基础。研究常见机器人运动学模型建立方法,结合Denavit-Hartenberg方法,推导适合于平面送料机械手运动学模型快速建立的公式。分析典型机器人逆运动学方法求解原理和送料系统工作特点,结合粒子群优化算法和拉格朗日动力学理论,提出基于多层粒子群优化算法和关节分类策略的逆运动学求解方法。分析影响汽车外覆盖件送料机械手抖动和生产节拍瓶颈因素,从轨迹规划角度出发,通过五次B样条曲线对冗余送料机械手在关节空间和笛卡尔空间轨迹进行拟合,采用加权法,降低冗余送料机械手在关节空间轨迹以及末端执行器在笛卡尔空间轨迹的加速度时间变化率,合理协调关节空间各个主动关节对应伺服电机的扭矩,保证送料机械手高速、低抖动地运行。实验结果表明,基于五次B样条曲线控制顶点引导的轨迹规划方法使送料机械手具有良好的避障性能,降低关节空间或者笛卡尔空间轨迹的加速度时间变化率可以降低送料机械手抖动,限制送料机械手的主动关节扭矩可以提高其生产节拍,进而证明本文提出的轨迹规划方法能有效地改善送料机械手工作性能。分析汽车外覆盖件冲压生产线工作流程,建立其典型设备的SolidWorks三维模型和MATLAB二维模型之间联系,提出基于MATLAB产品模型快速二维建模技术,搭建准确的汽车外覆盖件冲压生产线仿真系统模型。研究制约汽车外覆盖件冲压生产线高速稳定运行瓶颈因素,通过调整不同运动设备之间运行周期、启动顺序,提出基于“相位延迟-周期调整”多机协调的分解规划方法,保证汽车外覆盖件冲压生产线各个运动设备连续运行。将汽车外覆盖件冲压生产线典型设备SolidWorks三维模型和多机协调分解规划结果依次导入ADAMS软件并进行验证。结果表明,任意的时刻下不同仿真软件特征模型位姿保持一致,汽车外覆盖件冲压生产线的生产节拍得到了提高,验证了本文提出的基于“相位延迟-周期调整”多机协调分解规划方法的有效性。
胡叙伟[8]（2021）在《基于CAD变量几何的机构运动学自动求解研究》文中指出机构学研究中的运动学研究一直是一个基础性的问题,但在实际研究中,运用传统解析法常常会很困难,在向应用转化时基本上是使用数值方法,对于复杂的机构特别是空间多耦合的并联机构来说尤为如此,而CAD变量几何法可以很直观快捷地求得结果,但其原始操作方法还不利于研究人员使用,也不利于向计算机程序方向转化,不利于进一步的开发。本文基于CAD变量几何,结合VB编程语言对CAD软件的二次开发技术,为解决多种机构的运动学问题,开发了对应的软件,具体包含以下几个方面:首先,阐述了CAD变量几何求解机构运学问题的基本原理和实现技术,指出其原始方法所具有的优势和不足,提出可进行程序化开发创新的基础和意义。其次,以面向对象化的编程方式,本文深入研究了平面机构组成元素及对应的几何参数,制定了平面机构的搭建流程逻辑和编写了用户界面,以模块化的思想将CAD变量几何中求解平面机构运动学的关键技术单独构造成一个模块文件,通过配合CAD软件使用,并在模块中对求解角速度和角加速度的方法做出了一定创新。用户在界面中通过参数化的方式,使平面机构的模拟机构建模自动进行。再次,本文深入研究了空间并联机构的组成元素及对应的几何参数,制定了空间并联机构的搭建流程逻辑和编写了用户界面,以模块化的思想将CAD变量几何中求解空间机构运动学的关键技术单独构造成一个模块文件,通过配合CAD软件使用,并在模块中对求解角速度和角加速度的方法做出了一定创新,使得文件内容更为简洁。用户在界面中通过参数化的方式,使空间机构的模拟机构建模自动进行。最后,以程序化的方式模拟机构在主动驱动下的运动情况,编写了驱动参数配置界面,并结合模块文件中的尺寸驱动方程式即可让程序自动求解出机构不同位置和不同速度下的运动学结果,包括位置、速度、加速度、角速度和角加速度。
郭玉[9]（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》文中指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。
魏东[10]（2021）在《采煤机工作空间人员检测与预警关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着智能化技术的发展,如何推动综采自动化向综采智能化转变,是当前煤炭行业亟需解决的核心问题之一。综采工作面具有低照度、工作环境恶劣的特点。在智能化综采工作面中,采煤机的操控由本地向远程转变。本地操作模式下,可以通过跟机工作人员的观察和提醒避免人员误入工作空间。随着综采机电装备操作方式的变化,如何保障机电装备工作空间内的人员安全,成为亟待解决的关键问题。当前的采煤机已经具有三维定位、记忆截割和远程监控等功能,但缺少采煤机工作空间误入人员的检测和预警保护功能,一旦出现井下人员误入其工作空间,将会带来严重的安全事故。因此,有必要研究采煤机工作空间人员检测与预警技术,实现煤矿的安全高效生产。本课题以采煤机工作空间人员检测与预警为研究对象,利用红外热成像仪采集采煤机工作空间内红外图像,研究具有复杂混合噪声的红外图像去噪增强方法,建立采煤机工作空间内人员目标的运动特征及位置提取模型,设计基于强跟踪模型的目标位置预测算法,实现采煤机工作空间内的人员位置预测与保护预警。本文的主要研究成果如下:（1）在分析综采工作面采煤机、液压支架和刮板输送机配套模型基础上,结合采煤机工作空间人员检测与预警系统的功能需求,搭建了采煤机工作空间人员检测与预警系统的总体架构,并分析了采煤机工作空间人员检测与预警系统的主要组成与工作流程。（2）研究了采煤机工作空间红外图像噪声的构成与特性,建立了针对具有非均匀信息分布特点的红外图像抗敏滤波模型,并结合采煤机工作空间红外图像序列的时域特性,构建了该模型的时空域变体,有效提高了对高强度不均匀复杂红外噪声的处理能力,改善了采煤机工作空间红外图像序列质量。（3）分析了采煤机工作空间人员检测系统需求,建立了采煤机工作空间红外图像域场景运动特征获取模型,结合红外图像序列自身特性,研究了动态背景下移动前景目标的红外图像运动特征提取方法,实现采煤机工作空间中移动目标的运动特征提取。（4）结合采煤机工作空间红外场景特征,研究了适合于采煤机工作空间复杂红外场景的图像分割方法,建立了基于局部信息权重和淘金算法的红外图像分割方法,实现了采煤机工作空间红外场景的有效分割,继而设计了基于形态学权重的位置检测算法,有效融合采煤机工作空间中人员的运动特征和分割图像信息,实现了移动人员位置信息的完整提取。（5）设计了采煤机工作空间人员预警算法,基于采煤机工作空间人员的运动及位置信息,分析适合于描述采煤机工作空间人员运动的机动目标跟踪模型,构建了基于强跟踪模型的移动人员位置预测与跟踪算法,实现了采煤机工作空间的人员危险状态预警。本文对采煤机工作空间人员检测与预警的关键技术进行了研究,并研发了采煤机工作空间人员检测与预警系统,开展了红外图像增强、采煤机工作空间人员运动特征及位置信息提取和人员位置预测及危险状态预警等相关工业性试验,结果表明:该系统可以有效地对采煤机工作空间中移动人员目标的运动特征和位置信息进行提取,实现工作人员预警保护,为智能化综采工作面的安全生产提供了技术支撑。该论文有图60幅,表21个,参考文献218篇。
二、平面机构运动的智能化分析（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、平面机构运动的智能化分析（论文提纲范文）
（1）设计基础课程的整合与重构 ——以南京艺术学院教学实验为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 第一节 关于课题研究的缘由 |
| 一、艺术设计的发展与综合性、交叉性特征 |
| 二、设计基础教学瓶颈与深化实验 |
| 三、团队教学实验平台与个人实践基础 |
| 第二节 关于课题研究的目的 |
| 一、对主题性设计基础教学的意义、价值的认知 |
| 二、对主题性设计基础教学实验的整理 |
| 三、对设计基础学理的反思与知识系统的重构 |
| 第三节 关于论文的准备 |
| 一、对设计基础教学相关文献的解读 |
| 二、有关设计教学发展与现状的反思 |
| 三、论文撰写所参考的方法与思路 |
| 第一章 关于“设计基础课程”的延伸与发展 |
| 第一节 整体性与碎片化的演绎,关于包豪斯基础课的延伸 |
| 一、发端与演化:包豪斯基础课程的若干特征 |
| 二、理性与消解:乌尔姆基础课程的变向及终结 |
| 三、变革与升华:阿尔伯斯在美国的基础课程教学 |
| 四、回望与纪念:包豪斯百年主题教学工作坊 |
| 第二节 关于国外基础课程的发展 |
| 一、多元与个性:多样教学思想主导下的教学景观 |
| 二、形式与散发:美国基础课程的体系构成 |
| 三、逻辑与功能:雷曼的产品设计基础教学方法 |
| 第三节 关于中国设计基础课程的历程与现状 |
| 一、发端与缺失:绘画+图案模式 |
| 二、引进与误解:对构成教学的反思 |
| 三、程式与格局:设计素描+装饰色彩+三大构成 |
| 四、变异与修补:局部改革与片断探索 |
| 五、介入与挑战:数字化情景中的新课题 |
| 本章小结 |
| 第二章 教育学视野与学理解读中对设计基础课程的改革条件 |
| 第一节 外生性:艺术设计发展的专业氛围 |
| 一、发展认知:提升与设计功能扩展 |
| 二、数字媒体:从辅助设计到智能化设计 |
| 三、走向综合:从单一化设计到系统设计 |
| 第二节 内生性:艺术设计教育的现实情境 |
| 一、程式与单一:绝大多数院校的重复单一 |
| 二、改革实践:极少数院校的改革实践 |
| 三、工科介入:理性建构中的技术性与工具性 |
| 四、改写因素:数字化技术的普及及教学形态的渐变 |
| 第三节 原生性:艺术设计学科学生的基础条件 |
| 一、基础的标准:入学专业统考条件下的命题及应试 |
| 二、修订与确立:培养目标与课程标准的改写 |
| 三、矛盾与理想:教与学的局限与愿景 |
| 本章小结 |
| 第三章 关于主题性设计基础课程的参照与启示 |
| 第一节 知识的综合与媒介的交叉 |
| 一、侯世达:《哥德尔/埃舍尔/巴赫——集异壁之大成》 |
| 二、莫霍利·纳吉:《新视觉-绘画、雕塑、建筑、设计的基础》及教学实验 |
| 三、“透明性”:时空交错中的多维视觉设计启示 |
| 第二节 来自国际联合教学工作坊的示范 |
| 一、案例1:“笔记与思维”设计创意工作坊 |
| 二、案例2:“从绘画到设计”综合设计工作坊 |
| 三、案例3:“综合材料”绘画工作坊 |
| 四、案例4:“在障碍中行动”舞台空间工作坊 |
| 五、案例5:“二十四节气”实验艺术工作坊 |
| 第三节 来自建筑教育的参照与启示 |
| 一、现代空间模型与现代性练习设计 |
| 二、AA建筑学院中当代艺术与空间教学的交叉 |
| 三、鲁安东的建筑电影与空间认知课题 |
| 四、顾大庆的制图/构成/绘画/模型的综合课题 |
| 本章小结 |
| 第四章 关于设计基础课程的知识结构与学理取向 |
| 第一节 关于设计基础的基本要素 |
| 一、造型:从结构性造型到主题性造型 |
| 二、色彩:从自然色彩到数码色彩 |
| 三、形式:从方法主题到哲理主题 |
| 四、装饰:从经典图式到图案构成 |
| 五、材料:从真实材质到抽象质感 |
| 第二节 关于课程的知识谱系与表现要素 |
| 一、构成语法:从和谐关系到解构拼贴 |
| 二、视觉维度:从超写实描绘到超现实表现 |
| 三、形式要素:从平面表现到运动时空交错 |
| 四、媒介技法:从材料手工到声音媒体运用 |
| 五、数字媒体:从辅助手段到思维导向 |
| 第三节 关于设计基础课程的学理取向 |
| 一、对形式概念的解读与分析 |
| 二、多元形式的内涵意义与图式表现 |
| 三、“形式美”与“有意味的形式” |
| 四、形式的戏剧性展开与形式感的生成 |
| 本章小结 |
| 第五章 关于设计基础课程设计的途径与方法 |
| 第一节 关于课程模式的反思与教学结构的设计 |
| 一、关于对单元制课程体系的反思 |
| 二、关于对片断式教学实验的小结 |
| 三、关于对工作室制教学模式的参照与融汇 |
| 四、关于对主题性教学模式的参照与融汇 |
| 第二节 关于建构主题性、综合型课程结构 |
| 一、变单元设置为结构整合 |
| 二、主题切入:物象/方法/交叉/专业 |
| 三、内容整合:形式/要素/维度/媒介 |
| 第三节 关于课题设计的要素与法则 |
| 一、资源与情境:从对象到内容的认知 |
| 二、切入与转换:从主题到课题的变异 |
| 三、叙述与媒介:从视觉到形式的演绎 |
| 四、方法与游戏:从理性到趣味的改写 |
| 第四节 关于作业系列的编排与组合 |
| 一、规定性与自由性的结合 |
| 二、逻辑性与趣味性的结合 |
| 三、分析性与发散性的结合 |
| 四、单一性与交叉性的结合 |
| 本章小结 |
| 第六章 主题性与综合型设计基础教学实验(一) |
| 第一节 以“要素”为切入方式的课题设计 |
| 一、演绎方式:从正常到非正常 |
| 二、分析方式:从抽象到泛象 |
| 第二节 以“对象”为切入方式的课题设计 |
| 一、课题1:寻找与归纳,来自自然的形式 |
| 二、课题2:构成与解构,来自建筑的形式 |
| 三、课题3:观念与拼贴,来自当代艺术的形式 |
| 第三节 以“方法”为切入方式的课题设计 |
| 一、课题1:看法/关于视觉体验的方法 |
| 二、课题2:语法/关于形式分析的方法 |
| 三、课题3:手法/关于艺术表现的方法 |
| 第四节 关于综合型教学方法 |
| 一、课题与课程、教学大纲及教学 |
| 二、课题设计与作业编排的方法 |
| 三、教学研究与教案编制 |
| 四、课题作业作为教材的核心内容与体例 |
| 本章小结 |
| 第七章 主题性、综合型设计基础教学实验(二) |
| 第一节 “物象”课题与实验作业 |
| 一、自行车—对机械形态特征视觉认知多样性的体验与表达 |
| 二、芭蕉—对自然形态特征视觉认知多样性的体验与表达 |
| 三、纸—对日常材料形态特征视觉认知多样性的体验与表现 |
| 第二节 “方法”课题与实验作业 |
| 一、变体—对经典作品的研习以及方法的运用与拓展 |
| 二、拼贴—多样化形式元素的组合与重构 |
| 三、分形—隐藏秩序的发现与操作 |
| 第三节 “交叉”课题与实验作业 |
| 一、建筑—抽象视觉要素与空间构成的综合 |
| 二、音乐—视听转化与表现性的形式演绎 |
| 三、园林—传统图式的表达与时空构造的演绎 |
| 第四节 “专业”课题与实验作业 |
| 一、服装—从身体的观念到形式的媒介 |
| 二、装置—从空间解读到材料象征 |
| 三、迷宫—从二维图形到三维空间 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）智能化工业机器人视觉系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 工业机器人视觉系统 |
| 1.2.1 图像采集单元 |
| 1.2.2 信息处理单元 |
| 1.2.3 执行单元 |
| 1.3 工业机器人视觉系统应用现状分析 |
| 1.3.1 工业机器人视觉系统应用分析 |
| 1.3.2 国外机器人视觉系统研究现状 |
| 1.3.3 国内机器人视觉系统研究现状 |
| 1.4 论文结构与研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 论文主要研究内容 |
| 1.4.3 论文章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 视觉系统成像原理 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 相机成像模型 |
| 2.2.1 成像过程建模 |
| 2.2.2 投影空间与齐次坐标 |
| 2.2.3 相机的内参与外参 |
| 2.3 相机畸变模型 |
| 2.3.1 径向畸变 |
| 2.3.2 切向畸变 |
| 2.3.3 畸变校正 |
| 2.4 相机标定 |
| 2.4.1 相机标定方法介绍 |
| 2.4.2 相机参数求解过程 |
| 2.5 参数优化 |
| 2.6 实验结果与分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于2D机器视觉的并联机器人分拣系统 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 分拣系统硬件组成 |
| 3.3 手眼关系变换 |
| 3.3.1 建立用户坐标系 |
| 3.3.2 目标重复判定 |
| 3.4 目标检测 |
| 3.4.1 图像预处理 |
| 3.4.2 特征提取 |
| 3.4.3 基于边缘质心距离的模板匹配方法 |
| 3.4.4 目标位姿 |
| 3.5 机器人目标抓取策略 |
| 3.5.1 数据通信格式设计 |
| 3.5.2 分拣程序流程设计 |
| 3.6 实验结果及分析 |
| 3.6.1 边缘检测结果分析 |
| 3.6.2 分拣结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于2.5D视觉引导的机器人定位系统 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 试验平台设计流程 |
| 4.2.1 平台硬件组成 |
| 4.2.2 试验平台工作流程 |
| 4.3 搭建2.5D视觉系统 |
| 4.4 实例目标检测 |
| 4.4.1 特征点的提取与表达 |
| 4.4.2 特征匹配差异分析 |
| 4.4.3 目标显着性区域划分 |
| 4.4.4 基于区域分布差异的特征匹配 |
| 4.5 机器人手眼关系模型 |
| 4.6 实验结果与分析 |
| 4.6.1 实例目标检测实验 |
| 4.6.2 机器人手眼标定实验 |
| 4.6.3 整体试验流程 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于双目视觉系统的机器人3D抓取应用 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验平台组成 |
| 5.3 双目立体视觉原理 |
| 5.3.1 视差深度原理 |
| 5.3.2 对极几何模型 |
| 5.3.3 立体校正 |
| 5.4 目标六自由度位姿估计 |
| 5.4.1 点对特征匹配 |
| 5.4.2 点云处理 |
| 5.5 机器人抓取实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结束语 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）厚煤层综放开采顶煤破碎机理及智能化放煤控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 综放开采技术发展历程 |
| 1.2.2 顶煤采动应力场演化规律 |
| 1.2.3 顶煤破碎机理及冒放性评价 |
| 1.2.4 顶煤运移特性及放出规律 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第2章 厚煤层综放开采采动应力场演化机制 |
| 2.1 顶煤应力状态描述及数值模拟方案 |
| 2.1.1 基于主应力空间的顶煤应力状态 |
| 2.1.2 煤岩层赋存条件及力学参数测定 |
| 2.1.3 数值模型及方法 |
| 2.2 高水平应力条件下顶煤主应力场演化规律 |
| 2.2.1 主应力分布规律及数值监测方法 |
| 2.2.2 主应力值演化规律 |
| 2.2.3 应力主轴偏转特性 |
| 2.3 顶煤主应力演化路径 |
| 2.3.1 主应力场顶煤分区方法 |
| 2.3.2 顶煤分区特征位置及应力路径 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 厚煤层综放开采顶煤破碎机理 |
| 3.1 各顶煤分区内相关参数演化特性 |
| 3.2 裂隙煤体三维重构及细观参数标定 |
| 3.2.1 高精度工业CT扫描试验 |
| 3.2.2 节理裂隙数值重构 |
| 3.2.3 基于SRM方法的裂隙煤体数值建模 |
| 3.3 主应力路径下顶煤破碎规律 |
| 3.3.1 数值模型及主应力加载流程 |
| 3.3.2 裂隙煤体渐进破碎迹线 |
| 3.3.3 裂隙煤体破碎块度分布及现场实测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 厚煤层综放开采顶煤运移放出规律 |
| 4.1 数值模拟方法及前期结果 |
| 4.1.1 FDM-DEM耦合数值模型 |
| 4.1.2 本构模型及模拟参数分析 |
| 4.1.3 数值模拟流程及放煤前结果分析 |
| 4.2 初次放煤过程顶煤运移放出规律 |
| 4.2.1 初放放出体形成过程 |
| 4.2.2 初放松动体演化特性 |
| 4.2.3 初放煤矸分界线动态分布 |
| 4.3 周期放煤过程顶煤运移放出规律 |
| 4.3.1 顶煤放出体演化历程 |
| 4.3.2 放煤松动体范围扩展规律 |
| 4.3.3 煤矸分界线形态特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 智能化放煤控制方法及放煤工艺参数 |
| 5.1 智能化放煤控制过程及控制体系 |
| 5.1.1 放煤前顶煤厚度探测及采煤机定位 |
| 5.1.2 放煤中放煤机构动作启停判别及控制 |
| 5.1.3 放煤后放出量实时监控 |
| 5.1.4 智能化放煤控制体系 |
| 5.2 基于放煤时间预测模型的放煤终止原则 |
| 5.2.1 放煤时间预测模型 |
| 5.2.2 重力加速度修正系数的标定 |
| 5.2.3 放煤时间预测模型的应用 |
| 5.3 放煤步距与放煤顺序优化 |
| 5.3.1 放煤步距及放煤顺序优化方法 |
| 5.3.2 不同放煤顺序下放出体形态特性 |
| 5.3.3 不同放煤顺序下顶煤放出量及回收率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 厚煤层智能化放煤工业性试验 |
| 6.1 12309 智能化综放工作面建设概况 |
| 6.1.1 工作面人员配置及分工 |
| 6.1.2 顺槽协同放煤控制中心 |
| 6.1.3 地面放煤监测与控制中心 |
| 6.1.4 智能化放煤控制流程 |
| 6.2 智能化放煤控制技术试验 |
| 6.2.1 放煤前顶煤厚度探测及采煤机定位 |
| 6.2.2 放煤中放煤机构动作启停判别及控制 |
| 6.2.3 放煤后采出量实时监测 |
| 6.2.4 放煤远程集中控制软件 |
| 6.3 智能化工作面建设效益分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）五自由度并联驱动修磨机械臂设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 磨抛装备的研究现状 |
| 1.2.2 磨削工艺的研究现状 |
| 1.3 并联机构的应用及其扩展 |
| 1.3.1 基于传统并联机构的加工装备研究进展 |
| 1.3.2 广义并联机构的发展 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于仿生学的修磨机器人构型设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 修磨机器人功能与设计要求 |
| 2.3 人体双臂修磨原理分析 |
| 2.4 基于仿生学的修磨机械臂拓扑结构设计与分析 |
| 2.4.1 修磨机械臂执行机构拓扑结构设计 |
| 2.4.2 修磨机械臂驱动机构拓扑结构设计 |
| 2.4.3 机构运动匹配性及解耦性研究 |
| 2.5 修磨机器人构型设计 |
| 2.5.1 基于并联驱动机构的修磨机械臂构型设计 |
| 2.5.2 修磨机器人构型和虚拟样机设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 修磨机械臂运动学与机构位置分辨能力研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 修磨机械臂位置分析 |
| 3.2.1 修磨机械臂机构介绍及坐标系建立 |
| 3.2.2 修磨机械臂几何结构 |
| 3.2.3 修磨机械臂逆向运动学 |
| 3.3 修磨机械臂速度分析 |
| 3.3.1 驱动机构速度分析 |
| 3.3.2 执行机构速度分析 |
| 3.4 修磨机械臂正向运动学 |
| 3.5 机构位置分辨能力分析 |
| 3.6 修磨机械臂可达工作空间 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 修磨机械臂力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 修磨机械臂静力学分析 |
| 4.3 修磨机械臂动力学分析 |
| 4.3.1 加速度分析 |
| 4.3.2 第一驱动分支动力学方程 |
| 4.3.3 第二驱动分支动力学方程 |
| 4.3.4 执行机构动力学方程 |
| 4.3.5 运动平台的动力学方程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 修磨机械臂性能评价及优化设计研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 修磨机械臂性能评价 |
| 5.3 修磨机械臂优化设计 |
| 5.3.1 优化参数与优化策略 |
| 5.3.2 优化设计指标 |
| 5.3.3 修磨机械臂驱动机构优化设计 |
| 5.3.4 修磨机械臂执行机构优化设计 |
| 5.4 修磨机械臂关键几何参数计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）基于视觉引导的捞渣机器人系统开发与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 技术现状和发展趋势 |
| 1.2.1 捞渣机器人研究应用现状 |
| 1.2.2 冶金行业机器人发展趋势 |
| 1.3 课题来源及研究目标 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 系统总体方案设计 |
| 2.1 系统概述 |
| 2.2 系统组成及硬件选型 |
| 2.2.1 上位机 |
| 2.2.2 工业相机 |
| 2.2.3 工业机器人 |
| 2.3 软件框架设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 图像识别方法研究 |
| 3.1 图像预处理 |
| 3.1.1 图像增强 |
| 3.1.2 图像滤波 |
| 3.1.3 二值化 |
| 3.1.4 形态学处理 |
| 3.2 边缘检测 |
| 3.3 锌渣含量计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 机器人视觉系统标定 |
| 4.1 相机参数模型 |
| 4.2 相机标定 |
| 4.3 手眼系统 |
| 4.4 手眼标定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 工程实例应用 |
| 5.1 系统平台搭建 |
| 5.2 上位机控制软件 |
| 5.2.1 控制软件架构 |
| 5.2.2 控制软件功能逻辑 |
| 5.3 机器人程序设计 |
| 5.3.1 机器人坐标系和运动模式 |
| 5.3.2 RAPID编程 |
| 5.3.3 一键复位 |
| 5.4 捞渣实验及效果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（6）销轴组装机上料装置的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文的选题背景和意义 |
| 1.2 组装机的概述 |
| 1.3 相关领域的研究现状 |
| 1.3.1 横梁机械手国内外研究现状 |
| 1.3.2 机器视觉国内外研究现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 2 销轴组装机芯体上料装置总体研究 |
| 2.1 销轴组装机功能分析 |
| 2.1.1 工艺过程分析 |
| 2.1.2 总体布局及特点 |
| 2.2 芯体上料装置总体分析 |
| 2.2.1 功能分析 |
| 2.2.2 工艺原理分析 |
| 2.2.3 上料方案分析 |
| 2.3 芯体上料装置结构设计 |
| 2.3.1 芯体供料模具设计 |
| 2.3.2 芯体装夹模具结构设计 |
| 2.3.3 芯体供料装置结构设计 |
| 2.3.4 芯体取料装置结构设计 |
| 2.4 芯体上料装置总体布局 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 销轴组装机芯体上料装置动态特性及动力学仿真 |
| 3.1 芯体上料运动过程分析 |
| 3.2 基于有限元法的芯体上料装置动态特性分析 |
| 3.2.1 横梁机械手有限元模型的建立 |
| 3.2.2 横梁机械手静力学分析 |
| 3.2.3 横梁机械手模态分析 |
| 3.3 销轴组装机芯体上料装置动力学仿真分析 |
| 3.3.1 取料横梁机械手刚柔耦合数学模型的建立 |
| 3.3.2 取料横梁机械手刚柔耦合模型处理 |
| 3.3.3 取料横梁机械手不同速度仿真分析 |
| 3.3.4 取料横梁机械手不同负载仿真分析 |
| 3.3.5 不同工作速度及负载仿真结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于机器视觉的芯体上料定位分析 |
| 4.1 系统的搭建 |
| 4.1.1 视觉系统设计 |
| 4.1.2 硬件选型 |
| 4.1.3 照明系统的设计 |
| 4.2 视觉系统标定 |
| 4.2.1 相机标定 |
| 4.2.2 手眼标定 |
| 4.3 图像处理 |
| 4.3.1 创建ROI区域 |
| 4.3.2 芯体图像的平滑去噪处理 |
| 4.4 模板匹配理论分析 |
| 4.4.1 基于灰度值的模板匹配 |
| 4.4.2 基于形状的模板匹配 |
| 4.5 Blob理论分析 |
| 4.6 工件定位 |
| 4.6.1 基于模板匹配的定位分析 |
| 4.6.2 基于Blob的定位分析 |
| 4.6.3 分析结果比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 芯体定位矫正试验 |
| 5.1 试验平台 |
| 5.2 手眼标定结果 |
| 5.3 芯体定位试验 |
| 5.4 芯体矫正试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）汽车外覆盖件冲压生产线送料系统高速稳定运行理论及方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 连杆机构创新性设计 |
| 1.2.2 机器人轨迹规划技术研究 |
| 1.2.3 汽车外覆盖件冲压生产线仿真技术 |
| 1.3 本课题的研究目的和意义 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 平面连杆运动链同构判别及自动绘制 |
| 2.1 平面连杆机构 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 数学描述 |
| 2.2 同构判别 |
| 2.2.1 判别原则 |
| 2.2.2 判别方法 |
| 2.2.3 举例验证 |
| 2.3 平面连杆运动链自动绘制 |
| 2.3.1 连杆分类最优布局法 |
| 2.3.2 举例验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 送料系统机构类型综合及创新设计 |
| 3.1 基本概念 |
| 3.1.1 连杆类别 |
| 3.1.2 连杆-路径邻接矩阵 |
| 3.1.3 特征代码 |
| 3.2 纯转动副平面连杆运动链机构类型综合 |
| 3.2.1 机构类型综合方法 |
| 3.2.2 举例验证 |
| 3.3 机构创新设计 |
| 3.3.1 带移动副平面连杆运动链的机构类型综合 |
| 3.3.2 送料系统创新设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 送料系统轨迹规划 |
| 4.1 平面冗余送料机械手运动学 |
| 4.1.1 位姿描述 |
| 4.1.2 正运动学 |
| 4.1.3 逆运动学 |
| 4.2 B样条轨迹规划 |
| 4.2.1 B样条曲线方程 |
| 4.2.2 B样条曲线导数方程 |
| 4.2.3 B样条曲线修改和编辑 |
| 4.2.4 B样条曲线应用 |
| 4.3 动力学特性分析 |
| 4.3.1 动力学方法介绍 |
| 4.3.2 动力学方程推导 |
| 4.4 粒子群优化算法 |
| 4.4.1 基本思想 |
| 4.4.2 多层粒子群优化算法 |
| 4.5 轨迹规划方法应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 冲压生产线轨迹规划 |
| 5.1 汽车外覆盖件冲压生产线运动模型 |
| 5.1.1 建立特征模型 |
| 5.1.2 集成特征模型 |
| 5.2 冲压生产线运动学分析 |
| 5.2.1 运动学分析要点 |
| 5.2.2 工作流程 |
| 5.2.3 冲压生产线轨迹规划 |
| 5.2.4 冲压生产线轨迹优化 |
| 5.3 MATLAB和ADAMS联合仿真验证 |
| 5.3.1 建立仿真模型 |
| 5.3.2 运动仿真 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读溥士学位期间所发表的学术论文及科研情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）基于CAD变量几何的机构运动学自动求解研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景 |
| 1.1.3 研究目的和意义 |
| 1.2 机构运动学研究现状 |
| 1.2.1 平面机构运动学研究现状 |
| 1.2.2 空间机构运动学研究现状 |
| 1.2.3 机构运动分析的几何法和CAD方法现状 |
| 1.3 CAD技术智能化与自动化研究概述 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 CAD变量几何法的原理及关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 用CAD变量几何求解机构运动学的原理 |
| 2.2.1 数学原理 |
| 2.2.2 软件中实现原理 |
| 2.3 CAD变量几何法关键技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 平面机构基于CAD变量几何自动建模研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 适用机构 |
| 3.1.2 利用VB对 Solidworks二次开发简介 |
| 3.1.3 机构搭建方案 |
| 3.2 平面机构基于CAD变量几何自动建模的技术基础 |
| 3.2.1 平面机构的基本元素 |
| 3.2.2 平面机构CAD变量几何求解模块文件的建立 |
| 3.3 平面机构的构建逻辑方法和流程图 |
| 3.3.1 机构的构建逻辑方法 |
| 3.3.2 构建平面机构的具体流程图 |
| 3.4 界面设计逻辑和应用说明 |
| 3.4.1 界面设计原则 |
| 3.4.2 平面模拟机构自动建模举例及核心代码说明 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 并联机构基于CAD变量几何自动建模研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空间并联机构基于CAD变量几何自动建模的技术基础 |
| 4.2.1 编程方案 |
| 4.2.2 空间并联机构的基本元素 |
| 4.2.3 空间并联机构CAD变量几何求解模块的建立 |
| 4.3 并联机构的构建逻辑关系和流程图 |
| 4.3.1 并联机构的构建逻辑关系 |
| 4.3.2 构建并联机构的具体操作流程图 |
| 4.4 界面设计逻辑和应用说明 |
| 4.4.1 界面设计逻辑 |
| 4.4.2 并联模拟机构自动建模举例及核心代码说明 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于CAD变量几何的运动学自动求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 运动学自动求解和相关分析 |
| 5.2.1 基于CAD变量几何的平面机构运动学自动求解 |
| 5.2.2 基于CAD变量几何的并联机构运动学自动求解 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 附录 |
| 附录1 部分代码及其功能说明 |
| 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 |
（9）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 |
（10）采煤机工作空间人员检测与预警关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及背景 |
| 1.2 课题研究现状及存在问题 |
| 1.3 课题研究内容与方法 |
| 1.4 课题研究意义 |
| 2 采煤机工作空间人员检测与预警技术总体设计 |
| 2.1 综采工作面总体布置 |
| 2.2 采煤机工作空间人员检测与预警技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 综采工作面红外图像去噪技术研究 |
| 3.1 综采工作面红外热成像技术的适用性分析 |
| 3.2 综采工作面红外图像去噪技术 |
| 3.3 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 采煤机工作空间移动目标运动特征提取技术研究 |
| 4.1 采煤机工作空间人员检测问题 |
| 4.2 基于窗口尺寸自适应Lucas–Kanade光流移动目标运动特征检测 |
| 4.3 采煤机工作空间移动目标运动特征提取 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 采煤机工作空间移动目标位置信息检测方法研究 |
| 5.1 采煤机工作空间移动目标位置信息检测算法实现 |
| 5.2 综采工作面红外图像分割 |
| 5.3 基于群智能的局部信息加权直觉模糊C聚类算法 |
| 5.4 基于投票法的采煤机工作空间人员检测方法 |
| 5.5 仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 基于卡尔曼滤波的采煤机工作空间人员位置预测和危险状态预警技术研究 |
| 6.1 采煤机工作空间人员运动状态预测及预警功能实现 |
| 6.2 基于卡尔曼滤波的运动预测 |
| 6.3 机动目标跟踪模型 |
| 6.4 基于卡尔曼滤波的运动预测算法 |
| 6.5 采煤机工作空间人员预警实现 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 实验研究 |
| 7.1 采煤机工作空间人员检测与预警系统关键参数设置 |
| 7.2 采煤机工作空间人员检测功能评价 |
| 7.3 采煤机工作空间人员预警保护功能评价 |
| 7.4 采煤机工作空间人员检测与预警成功率分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、平面机构运动的智能化分析（论文参考文献）
- [1]设计基础课程的整合与重构 ——以南京艺术学院教学实验为例[D]. 曹斌华. 南京艺术学院, 2021(12)
- [2]智能化工业机器人视觉系统关键技术研究[D]. 王诗宇. 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所), 2021
- [3]厚煤层综放开采顶煤破碎机理及智能化放煤控制研究[D]. 霍昱名. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]五自由度并联驱动修磨机械臂设计与分析[D]. 史汉卿. 太原理工大学, 2021
- [5]基于视觉引导的捞渣机器人系统开发与应用研究[D]. 王顺. 冶金自动化研究设计院, 2021(01)
- [6]销轴组装机上料装置的研究[D]. 赵祥杰. 辽宁工业大学, 2021(02)
- [7]汽车外覆盖件冲压生产线送料系统高速稳定运行理论及方法研究[D]. 于鲁川. 山东大学, 2021
- [8]基于CAD变量几何的机构运动学自动求解研究[D]. 胡叙伟. 燕山大学, 2021(01)
- [9]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)
- [10]采煤机工作空间人员检测与预警关键技术研究[D]. 魏东. 中国矿业大学, 2021