一、凿岩台车支臂设计的两个有关计算（论文文献综述）
李良金[1]（2021）在《凿岩台车钻臂自动调平系统的设计与仿真》文中指出钻爆法是现代矿产资源开采的主要方法,凿岩台车是进行钻爆法的必备工具。在凿岩台车工作时,爆破工艺经常需钻制出平行孔,平行孔的质量直接影响到最终爆破的效果。为此,凿岩台车需要通过调节钻臂使钻台工作时各位姿平行。钻臂自动调平能有效提升凿岩台车的自动化程度与钻孔质量。本文结合合作企业现有的凿岩台车样机雏形,设计了带有自动调平系统的DFZD-1型凿岩台车。首先对台车主要结构进行了设计选型,并建立了其三维模型;然后,针对钻臂是一种空间机械臂结构,对钻臂部分进行了机械臂运动学建模;通过对模型进行正运动学和逆运动学求解,找到在钻制平行孔时各时刻钻臂位姿状态,并能计算出各缸伸缩长度;最后,对设计的钻臂液压系统进行了设计与选型,并通过AMESim软件对典型工况进行了仿真分析,检验设计的可行性。通过对典型工况的仿真计算,验证出设计的凿岩台车钻臂模型的正确性,并以此模型及求解方法实现钻臂在钻制平行孔时自动调平。研发的凿岩台车钻臂自动调平系统能有效提升凿岩台车产品的自动化程度与打孔质量,为我国相关产品提供技术支撑。
徐勤宪[2]（2020）在《自动锚杆钻车三角钻臂轨迹规划方法研究》文中研究指明随着我国经济的发展,人们对煤炭的需求量愈来愈多,对煤矿生产的要求也愈来愈高。2020年2月,为深入贯彻落实国家“四个革命、一个合作”能源安全新战略,加快推进煤炭行业供给侧结构性改革,推动智能化技术与煤炭产业融合发展,提升煤矿智能化水平,八部委联合制定了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,指出煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。而锚杆支护自动定位是煤矿智能化的“卡脖子”问题之一。因此,为符合国家发展趋势,加快掘支过程的自动化控制进程;也为了加快煤矿开采的智能化与自动化的发展进程,非常有必要开展自动锚杆钻车三角钻臂运动学、轨迹规划等关键技术的研究工作。论文的主要研究内容如下:（1）建立了锚杆钻车钻臂的运动学模型。使用两步法对本课题研究的自动锚杆钻车三角钻臂建立运动学模型,进行钻臂正向运动学分析,然后使用解析法对钻臂各关节进行逆运动学求解,与此同时对支臂缸伸缩量与关节角的关系进行求解,最后验证模型的正确性;（2）研究了自动锚杆钻车钻臂点位轨迹规划方法。通过对三次多项式、五次多项式和三次B样条曲线插值算法的研究,对钻臂的关节变量进行点位轨迹规划,并进行了仿真实验。实验结果表明,三次多项式插值算法的优越性不如B样条插值算法,而B样条插值算法优越性小于五次多项式插值算法,但三次多项式插值算法需要知道所有节点的速度,五次多项式插值算法更需要知道所有节点的速度与加速度,而B样条插值算法仅需知道始末节点速度即可对其进行轨迹规划;（3）研究了自动锚杆钻车钻臂连续路径轨迹规划方法。首先对直角坐标系空间轨迹规划中两种常用算法直线插补和圆弧插补进行了详细的研究;然后对空间中多段直线连接或直线与圆弧连接时连接点处出现的尖角问题给出了解决办法,即用圆弧在连接点处进行过渡,并在此基础上提出了在连接点处以三次样条曲线取代圆弧曲线进行过渡的算法,最后又对此进行了仿真分析。
王雷坤[3]（2019）在《凿岩机器人钻臂运动轨迹控制研究》文中指出凿岩机器人作为一种高度自动化的隧道施工设备,可以大幅度提升施工效率,提高钻孔精度,显着改善施工人员工作环境,目前已被广泛运用于钻爆法隧道开挖和矿山开采等领域。双三角钻臂是一种能直接定位的机械钻臂,可以直接将钎头运动至工作面设定的位置,在提升定位效率的同时,其操作方便性也得到了提升。本文以具有双三角钻臂的凿岩机器人为研究对象,开展了钻臂运动控制研究,其主要研究内容如下:钻臂运动中干涉的判别;钻臂执行端点与各个液压缸之间的关系推导;广义预测控制的改进研究。保证钻臂在自动化运行后不会发生干涉是整个凿岩钻臂安全运动的前提。避免干涉的发生,实际上就是避免钻臂的各个部分与自身及环境的最小距离大于零。将钻臂自身简化为杆件组成的模型,通过计算杆件与杆件、杆件与障碍物的最小距离便可由此判断是否发生干涉。凿岩机器人钻臂的运动依靠的是多个液压缸的共同作用,其中尤以左右支臂液压缸,左右俯仰液压缸和大臂液压缸的运行状态对钻臂的轨迹行进和最终定位影响最大。由于左右支臂液压缸和俯仰液压缸在油路设计上本身就考虑了支臂液压缸与俯仰液压缸的协调同步,保证钻臂轨迹能否按预定轨迹运行的关键便是推导出左右支臂液压缸与大臂液压缸的运动的协调关系。针对上述问题,通过引入虚拟支点的方法,将左右支臂液压缸的运动转化为单液压缸作用下的轨迹问题,在避免大量计算的同时保证了实际运动轨迹的精度。广义预测控制（Generalized Predictive Control,GPC）是在广义最小方差控制的基础上,引入多步预测的思想,可以预测未来多步模型输出的一种自适应控制。由于采用了滚动优化和反馈校正,对时滞非线性和参数摄动等具有很强的克服能力,因此凿岩机器人钻臂控制中对双三角钻臂两支臂缸的控制也采用了该方法。针对广义预测控制起始阶段控制效果不佳,以及因计算中存在求逆而导致的可能出现的计算病态问题,提出了一种双模控制方式,通过对自适应参数波动范围的限定,使控制器在广义预测控制模式和PID模式之间切换,上述方法在有效消除GPC起始阶段不稳定及控制中可能出现的控制效果不佳现象的同时,保证了计算发生病态时控制的正常进行,对整体的实际控制效果也有提升。
杨光[4]（2019）在《软弱围岩公路隧道机械化钻爆施工技术与装备应用研究》文中提出随着我国公路隧道行业的快速发展和科学技术的不断革新,公路隧道施工正逐步走向机械化、自动化。但是在我国公路隧道中软弱围岩隧道占有不小的比例,其施工方式依旧是以大量人工为主。为了促进我国软弱围岩地区公路隧道的建设,提升软弱围岩公路隧道钻爆施工的技术水平,必须要根据软弱围岩公路隧道钻爆施工的技术特点,研究解决钻爆施工系列装备的适用性问题和选型配套问题。首先,分析了国内外软弱围岩公路隧道施工发展情况,并对不同围岩条件下隧道钻爆法施工方法的特点和施工设备选型进行了分析。通过对软弱围岩隧道人工钻爆法施工和机械钻爆法施工的对比研究,在软弱围岩公路隧道机械钻爆法施工技术要求的基础上,研究了软弱围岩公路隧道钻爆法施工机械装备的适用性和技术要求。并根据软弱围岩下多采用台阶法施工的方式,提出了以国产全液压凿岩台车配套隧道钢拱架拼装台车为主要施工装备的机械化钻爆法施工方案。根据在依托工程开展机械化钻爆施工实践研究表明,该机械化钻爆法施工方法在软弱围岩隧道施工中是可行的。其次,论文研究提出了一种适合评价包括软弱围岩隧道施工在内的公路隧道钻爆法施工评价方法——GRA-AHP综合评价法,该综合评价法以进度、质量、成本和安全四个指标,通过灰色关联度和层次分析法,综合评价不同的隧道钻爆法施工方案。最后,通过对依托工程开展的500多米机械化钻爆施工实际应用的研究,总结了隧道钻爆施工装备应用的经验,并提出了改进措施。根据第四章提出的GRA-AHP综合评价方法对试验隧道统计数据进行分析计算得到:在施工进度和施工安全上,机械化施工要优于人工施工,并且随着人工费用上升和国产机械装备的价格下降,机械化施工和人工施工的成本将越来越接近,因此机械化钻爆施工相较于人工钻爆施工的综合评价更为优越。
高雅[5]（2018）在《凿岩台车机械臂液压控制系统的设计》文中提出在岩石隧道施工过程中,一直采用人工手持钎、锤或冲击钻来开凿炮眼,再实施爆破,此施工方式难以达到开凿炮眼的施工标准,并且在施工断面还需搭建作业平台,其施工过程繁琐,在施工时几乎凭工人的经验来完成,恶劣的施工环境也给工人的身体造成了较大伤害。凿岩台车作为一种新型的隧道工程施工设备,它具有多个自由度的机械臂,通过控制机械臂各关节的运动以完成对炮眼的定位,从而取代了人工开凿炮眼,这样极大改善了施工环境,同时降低了劳动强度和施工成本,满足我国现代化隧道施工建设的需要。本课题中应用了液压传动、自动控制、电气测量、计算机应用等技术,通过了解隧道开凿和国内外凿岩设备的施工技术及其原理。分析凿岩台车机械臂的结构模型并在其各运动关节安装相关传感器;同时分析液压系统的组成以及原理,并对泵站进行变频调速控制。采用单关节单控制器的控制方式,MC9SXS128作为主控芯片,完成各控制器的硬件和软件设计,以实现凿岩台车机械臂稳定高效运行的目的。课题采用行程速度双闭环控制方式,对液压系统建立相应的数学模型,运用MATLAB/SIMULINK软件完成系统的仿真分析。仿真结果表明在外环行程控制采用PD控制,内环速度控制采用PI控制,系统启停时速度变化较为平稳,有效地消除了液压冲击,同时提高了机械臂运动的控制精度。最终达到凿岩台车机械臂稳定高效的运行,解决了工程实际问题,对全自动凿岩台车的研究具有一定的应用价值和推广前景。
刘聪[6]（2018）在《全液压凿岩台车钻臂动态分析及仿真研究》文中研究表明全液压凿岩台车是集机械、液压及电气于一体的现代化凿岩设备,是矿山、隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种重要机具。全液压凿岩台车不仅可以极大地减轻作业人员的体力劳动,提高凿岩钻孔效率,改善施工作业条件,而且在实际施工过程中更容易实现高效化和自动化。钻臂是凿岩台车最核心的机构,其功能就如同凿岩台车的“臂膀”,凿岩台车只有通过钻臂各关节的运动,才能完成定位、凿岩等动作。因此为了提高全液压凿岩台车施工的效率、稳定性、安全性,对钻臂的研究势在必行。本文的主要研究工作如下:（1）在深入研究全液压凿岩台车钻臂结构及组成的基础上,依据某型号全液压凿岩台车钻臂的设计尺寸,利用Pro/E建立了钻臂的三维模型,为后续的分析研究提供了模型基础。（2）将机器人研究中用到的运动学理论和钻臂的运动学分析结合起来,提出了一种将坐标系固定在实体上的D-H（Denavit-Hartenberg）法的改进方法——CFDH（Coordinate Fixed Denavit-Hartenberg）法。运用CFDH法建立了全液压凿岩台车钻臂的运动学方程,并利用MATLAB对钻臂的有效工作空间进行了求解。钻臂的运动学分析有利于更深入的了解各运动杆件的位置、方向及各关节位移之间的关系,是钻臂动力学分析及优化改进的基础。（3）将钻臂三维模型导入ADAMS中,经过相应处理得到了全液压凿岩台车钻臂的虚拟样机。对钻臂的三个危险工况进行了动力学仿真分析,绘制出各驱动油缸的速度、加速度、受力及各铰接点反力曲线,得到了钻臂的动力学性能并为有限元分析提供载荷信息。（4）在ANSYS Workbench中对钻臂进行结构静力分析及模态分析。通过结构静力分析绘制出钻臂核心构件的应力分布云图和位移变形图,验证校核了相关构件在危险工况下的强度。在结构静力分析的基础上对钻臂做了模态分析,得到了钻臂核心构件的固有频率值和模态振型图,验证了相关构件在振动载荷下的稳定性和安全性,为今后合理有效的避开共振区提供了依据。根据分析结果和实际施工中出现的问题对主臂座及推进梁进行了优化改进,提高了钻臂的可靠性和稳定性。
朱建新,罗南安,周烜亦,高静[7]（2018）在《凿岩机器人三角钻臂的运动研究》文中提出针对凿岩机器人三角钻臂精确运动控制困难的问题,对三角钻臂的机械结构进行了运动解耦分析。首先通过D-H坐标系法建立了多关节闭链钻臂的完备运动学方程,构建了三角钻臂运动位置与支臂油缸长度的数学模型;随后基于三角钻臂特定结构约束下的运动特点,利用空间几何解法,构建了相对简单的运动数学模型,同时在此基础下提出了三角钻臂运动的一般控制流程;最后结合具体实例分析两种不同模型下的计算结果并与相同条件下的三角钻臂三维模型的测量结果进行了相互验证。研究结果表明:运动解耦分析所建立的运动数学模型正确性得到了验证,这可以为钻臂的精确定位控制打下基础。
周军伟[8]（2016）在《工程机械产品可视化定制平台的研究》文中提出工程机械行业竞争激烈,企业为了提高市场竞争力快速响应客户需求,实施产品定制是发展的必然趋势,让客户参与到设计中去,缩短产品研发周期。传统的定制模式单一、可视化程度不高,并且同时结合参数化设计技术设计思想还不太成熟。本文运用了模块化技术、参数化设计技术、二次开发技术以及虚拟现实技术研究可视化定制平台,满足客户个性化、多样化的需求。本文首先对工程机械产品的特点、客户需求进行分析,明确了工程机械产品定制平台功能、形式的需求,提出了集可视化定制、参数化设计于一体的一种定制平台。其次,对工程机械产品的模块划分原则和准则进行了分析,利用模糊数学中的模糊聚类法划分工程机械产品模块;在此基础上采用了Visual Studio 2005对SolidWorks进行二次开发,建立了参数化设计系统,构建定制平台的企业端,该系统按照不同模块进行参数化设计,利用关键尺寸驱动快速设计产品。再次,运用虚拟现实技术建立了基于Unity3D的可视化定制系统,构建定制平台的客户端,客户利用该系统按照固定型号、需求信息、功能模块进行可视化定制。最后,研究了两个子系统数据之间的传输和管理,客户定制完以文本形式反馈给企业,企业将数据直接导入设计系统,驱动出定制的产品模型;并将SQL Server数据库应用于该定制平台,供企业查询、管理客户订单信息。本文还以凿岩台车为研究对象,按照研究的方法进行了模块划分,构建了凿岩台车的可视化定制平台,验证了定制平台的可行性以及适应于其他工程机械产品的扩展性。
王凤钦[9]（2016）在《基于Unity3D凿岩台车虚拟培训系统的研究》文中进行了进一步梳理为了提高凿岩台车培训的效率,打破传统培训对空间、时间和成本的限制,弥补传统培训的不足,研究使用Unity3D开发平台构建凿岩台车虚拟培训系统。研究内容主要包括培训系统人机交互设计、系统功能设计、操作评价系统、凿岩台车钻臂运动学分析和运动仿真,从而建立一个易于交互、培训高效、评价合理的虚拟培训系统。首先,本文对虚拟现实技术和虚拟培训的研究现状进行研究分析,并阐述了凿岩台车传统培训的不足和虚拟培训的优势,提出了凿岩台车虚拟培训系统。然后介绍系统开发所涉及的相关软件和理论知识,包括开发平台Unity3D、建模和动画制作软件3DMAX、机构运动学理论D-H矩阵方法和双三角式平动机构。本系统分为四大功能模块,包括理论学习、动作演示、操作培训和考核。本文着重研究了实现培训系统的关键技术。在3DMAX中利用IK（反向动力学）参数绑定完成凿岩台车钻臂运动模拟动画,并将其完美与Unity3D结合构成虚拟演示模块。基于Unity3D的钻臂运动学机构参数绑定,通过编程实现了凿岩台车钻臂的运动仿真,并开发操作培训模块。本文提出了一种新的碰撞检测思路,即利用碰撞网格产生触发信息,再加以程序代码,实现碰撞效果。研究了遮挡剔除技术在有大量模型数据场景中的应用,实现了对场景的优化,提高系统运行效率。本文提出了一种智能的评价方法,主要结合了钻臂定位算法、碰撞检测技术、凿岩台车操作规范和评价标准,将其运用到考核模块中,实现对操作者的评价,提高操作者学习效率。评价系统及钻臂定位算法是本文的重点和难点,它不仅从运动学方面分析了凿岩台车结构,而且能智能地反应操作者的训练成果。
李家宁[10]（2016）在《高原环境下小断面隧道用凿岩台车液压系统设计与钻臂轻量化研究》文中进行了进一步梳理随着我国国民经济的快速发展,隧道施工在我国的快速交通建设过程中也起到了越来越重要的作用,并朝着快速化、精度化的方向发展。凿岩台车在我国的钻爆法隧道施工的过程中起着极其重要的作用。本文针对高原环境下的小断面隧道施工用的凿岩台车进行设计研究工作,主要研究内容如下:首先,根据设计要求进行凿岩台车整体设计,完成了其主要工作机构的计算设计,包括推进系统及凿岩机等机构的选型,确定了凿岩台车的技术参数。其次,分析凿岩台车液压系统需求,针对国内凿岩台车液压系统存在的问题,并根据产品实际工作的高海拔特性及小断面隧道工况,考虑到运输便捷性及产品节能性,采用负载敏感液压系统,并进行了关键元件的计算选型。再次,利用AMESim仿真平台建立凿岩台车凿岩机回转系统的仿真模型,通过仿真验证了凿岩台车的负载敏感液压系统回转回路的调速性能;并进行了多负载模型的仿真分析,结果表明,执行元件的压力和流量符合其性能参数的设定,验证了系统性能、元件选型、参数设置的合理性。最后利用ANSYS Workbench对钻臂模型进行静力学分析,表明钻臂的刚度及强度满足要求,为实现钻臂轻量化需要进行拓扑优化分析,去除多余材料,并对优化后的模型进行静力学仿真,对比可知,优化后钻臂重量降低13%,实现了钻臂轻量化目标。
二、凿岩台车支臂设计的两个有关计算（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、凿岩台车支臂设计的两个有关计算（论文提纲范文）
（1）凿岩台车钻臂自动调平系统的设计与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 凿岩台车国内外研究现状 |
| 1.2.1 凿岩台车国外研究现状 |
| 1.2.2 凿岩台车国内研究现状 |
| 1.3 凿岩台车自动调平系统 |
| 1.3.1 人工操作控制系统 |
| 1.3.2 机械联动调平系统 |
| 1.3.3 电液比例调平控制系统 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 DFZD-1 型凿岩台车结构设计 |
| 2.1 底盘 |
| 2.2 钻台推进装置 |
| 2.3 凿岩机 |
| 2.4 钻臂 |
| 2.5 控制系统与动力系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 凿岩台车钻臂机械臂运动学模型 |
| 3.1 DFZD-1 凿岩台车钻臂结构参数 |
| 3.2 机械臂运动学基础 |
| 3.2.1 连杆参数及连杆坐标轴 |
| 3.2.2 连杆坐标系间的齐次变换矩阵 |
| 3.2.3 连杆坐标变换矩阵 |
| 3.3 钻臂机械臂运动模型建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于Matlab的钻臂位姿计算 |
| 4.1 钻臂正运动分析与求解 |
| 4.1.1 正运动求解 |
| 4.2 钻臂逆运动求解 |
| 4.2.1 逆向运动学基础 |
| 4.2.2 逆向运动学求解方法 |
| 4.2.3 雅各比矩阵 |
| 4.2.4 牛顿-拉弗森迭代法 |
| 4.2.5 欧拉角的求解 |
| 4.2.6 雅各比矩阵及其逆矩阵的求解 |
| 4.2.7 基于Matlab的逆运动求解 |
| 4.2.8 逆运动结果 |
| 4.3 模型求解应用实例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 凿岩台车钻臂液压系统设计与仿真 |
| 5.1 凿岩台车钻臂液压系统设计 |
| 5.2 液压系统选件 |
| 5.2.1 调平系统油缸的选择 |
| 5.2.2 调平系统阀的选择 |
| 5.3 Amesim软件仿真 |
| 5.3.1 单缸全行程仿真 |
| 5.3.2 平行孔钻孔调平仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 附录 C |
| 附录 D |
| 附录 E |
| 附录 F |
| 附录 G |
| 附录 H |
| 附录 I |
| 附录 J |
| 附录 K |
| 致谢 |
（2）自动锚杆钻车三角钻臂轨迹规划方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 锚杆钻车研究现状 |
| 1.2.2 钻臂类型概述 |
| 1.2.3 运动学研究现状 |
| 1.2.4 轨迹规划技术研究现状 |
| 1.3 锚杆钻车钻臂轨迹规划存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容与结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 自动锚杆钻车三角钻臂的运动学研究 |
| 2.1 运动学基础 |
| 2.1.1 位姿描述 |
| 2.1.2 关节坐标变换 |
| 2.1.3 连杆坐标系的选择 |
| 2.2 自动锚杆钻车钻臂的运动学问题 |
| 2.2.1 自动锚杆钻车钻臂的结构介绍 |
| 2.2.2 正运动学求解 |
| 2.2.3 逆运动学求解 |
| 2.2.4 支臂缸伸缩量与各关节角的关系 |
| 2.3 运动学仿真验证 |
| 2.3.1 运动学正解验证方法 |
| 2.3.2 运动学逆解的验证方法 |
| 2.3.3 支臂缸伸缩量的验证方法 |
| 2.3.4 运动学模型验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 自动锚杆钻车三角钻臂点位轨迹规划研究 |
| 3.1 三次多项式插值轨迹规划 |
| 3.1.1 已知起始点和结束点的三次多项式插值方案 |
| 3.1.2 具有中间点的三次多项式插值方案 |
| 3.2 五次多项式插值轨迹规划 |
| 3.3 B样条曲线轨迹规划 |
| 3.3.1 四阶三次均匀B样条的推导方法 |
| 3.3.2 三次B样条曲线的基本性质 |
| 3.3.3 求解控制点 |
| 3.4 实验仿真与分析 |
| 3.4.1 多项式插值仿真 |
| 3.4.2 B样条插值仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 自动锚杆钻车三角钻臂的连续路径轨迹规划研究 |
| 4.1 基于抛物线过渡的空间直线插补 |
| 4.2 基于局部坐标系的空间圆弧插补 |
| 4.3 圆弧过渡的空间连续直线插补算法 |
| 4.3.1 连续直线插补连接点的处理方法 |
| 4.3.2 空间连续直线轨迹规划 |
| 4.3.3 空间直线-圆弧的轨迹规划 |
| 4.4 三次样条曲线过渡的空间连续直线轨迹规划 |
| 4.4.1 三次样条插值曲线 |
| 4.4.2 插补算法算例 |
| 4.5 实验仿真与分析 |
| 4.5.1 空间直线插补仿真与分析 |
| 4.5.2 基于局部坐标系的空间圆弧插补仿真与分析 |
| 4.5.3 圆弧过渡的空间连续直线插补算法仿真与分析 |
| 4.5.4 三次样条曲线过渡的空间连续直线轨迹规划仿真与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）凿岩机器人钻臂运动轨迹控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义和背景 |
| 1.1.1 凿岩机器人研究的重要性 |
| 1.1.2 凿岩机器人的发展概况 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机械臂运动控制研究现状 |
| 1.2.2 干涉判别研究现状 |
| 1.2.3 广义预测控制研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 第二章 钻臂的系统建模 |
| 2.1 钻臂类型分析 |
| 2.2 双三角钻臂结构简介 |
| 2.3 仿真模型建立 |
| 2.3.1 双三角钻臂数学建模的缺点 |
| 2.3.2 仿真平台的选择 |
| 2.3.3 三维结构模型 |
| 2.3.4 Solidworks联合MATLAB |
| 2.3.5 液压系统建模 |
| 2.3.6 控制程序 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 钻臂的干涉判别 |
| 3.1 钻臂关键部件的简化 |
| 3.2 参与判别的钻臂部件选取 |
| 3.2.1 单钻臂部件间的分组 |
| 3.2.2 临近钻臂部件的选取 |
| 3.3 部件间干涉的判别 |
| 3.3.1 简化模型间垂直线的求取 |
| 3.3.2 是否共面的判别 |
| 3.3.3 异面时部件间干涉判断流程 |
| 3.3.4 部件干涉判断流程 |
| 3.4 环境干涉判别 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 钻臂运动轨迹分析 |
| 4.1 双三角钻臂几何分析 |
| 4.1.1 钻臂转角到直角坐标的转换 |
| 4.1.2 直角坐标到平行坐标的转换 |
| 4.1.3 左右支臂液压缸运动速度比的确定 |
| 4.1.4 大臂长度与钻臂端点的几何分析 |
| 4.2 运动轨迹规划 |
| 4.2.1 三次多项式插值法拟合轨迹 |
| 4.2.2 五次多项式插值法拟合轨迹 |
| 4.2.3 多段拟合轨迹 |
| 4.3 运动轨迹仿真分析 |
| 4.3.1 支臂液压缸速度设定 |
| 4.3.2 不同方法拟合大臂液压缸伸缩曲线 |
| 4.3.3 钻臂直线运动仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 凿岩机器人钻臂GPC-PID双模控制 |
| 5.1 广义预测控制 |
| 5.2 双模控制器设计 |
| 5.2.1 GPC控制结构 |
| 5.2.2 控制模式切换条件 |
| 5.3 仿真研究 |
| 5.3.1 钻臂虚拟样机 |
| 5.3.2 主要参数设定 |
| 5.3.3 自校正参数的变化 |
| 5.3.4 K_I波动范围的设定及对跟踪效果的改善 |
| 5.3.5 双模控制在起始阶段的稳定性 |
| 5.3.6 双模控制对计算病态的纠正 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（4）软弱围岩公路隧道机械化钻爆施工技术与装备应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 软弱围岩公路隧道机械化钻爆开挖技术与装备研究 |
| 2.1 公路隧道钻爆法施工方式 |
| 2.2 隧道钻爆法施工设备 |
| 2.3 硬质围岩钻爆法施工开挖方式 |
| 2.4 软弱围岩钻爆法施工开挖方式 |
| 2.4.1 方案一施工流程 |
| 2.4.2 方案二施工流程 |
| 2.4.3 不同方案施工对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 软弱围岩公路隧道机械化初期支护技术与装备研究 |
| 3.1 公路隧道初期支护方式 |
| 3.2 公路隧道初期支护设备 |
| 3.2.1 钢拱架拼装施工机械 |
| 3.2.2 混凝土喷射施工机械 |
| 3.3 软弱围岩钢拱架支护施工 |
| 3.3.1 人工拼装钢拱架 |
| 3.3.2 机械拼装钢拱架 |
| 3.4 软弱围岩喷射混凝土 |
| 3.4.1 喷射混凝土方式 |
| 3.4.2 干、湿喷混凝土比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 软弱围岩公路隧道钻爆施工方法综合评价研究 |
| 4.1 软弱围岩隧道施工进度指标 |
| 4.2 软弱围岩隧道施工质量指标 |
| 4.2.1 开挖作业质量 |
| 4.2.2 初期支护作业质量 |
| 4.3 软弱围岩隧道施工成本指标 |
| 4.4 软弱围岩隧道施工安全指标 |
| 4.5 基于灰色关联度和层次分析法的综合评价法(GRA-AHP) |
| 4.5.1 计算灰色关联系数 |
| 4.5.2 权重计算 |
| 4.5.3 计算灰色关联度 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 软弱围岩公路隧道机械化钻爆施工应用研究 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.1.1 隧道设计技术标准 |
| 5.1.2 设备概述与施工情况 |
| 5.2 软弱围岩隧道施工进度评价 |
| 5.2.1 方案一施工进度 |
| 5.2.2 方案二施工进度 |
| 5.2.3 施工进度对比 |
| 5.3 软弱围岩隧道施工质量评价 |
| 5.3.1 开挖作业质量 |
| 5.3.2 初期支护作业质量 |
| 5.4 软弱围岩隧道施工成本评价 |
| 5.4.1 方案一施工成本 |
| 5.4.2 方案二施工成本 |
| 5.4.3 单循环电费对比 |
| 5.4.4 施工成本对比 |
| 5.5 软弱围岩隧道施工安全评价 |
| 5.5.1 方案一安全评价 |
| 5.5.2 方案二安全评价 |
| 5.5.3 施工安全对比 |
| 5.6 基于灰色关联度和AHP的综合评价 |
| 5.6.1 计算灰色关联系数 |
| 5.6.2 权重计算 |
| 5.6.3 计算灰色关联度 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）凿岩台车机械臂液压控制系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外发展状况 |
| 1.2.1 国内发展状况 |
| 1.2.2 国外发展状况 |
| 1.3 研究的应用价值 |
| 1.4 课题研究的目的和内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 凿岩台车机械臂液压控制系统总体方案设计 |
| 2.1 设计思路 |
| 2.2 凿岩台车机械臂分析 |
| 2.2.1 凿岩台车工作原理 |
| 2.2.2 模型结构 |
| 2.3 液压系统分析 |
| 2.4 控制方案 |
| 2.4.1 控制思路 |
| 2.4.2 方案设计 |
| 2.5 硬件总体设计 |
| 2.6 软件总体设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 凿岩台车机械臂液压控制系统建模与仿真 |
| 3.1 系统建模 |
| 3.2 控制算法设计 |
| 3.2.1 PID控制 |
| 3.2.2 PI控制 |
| 3.2.3 PD控制 |
| 3.3 系统仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 凿岩台车机械臂液压控制系统硬件设计 |
| 4.1 硬件设计原理 |
| 4.2 器件选型及原理 |
| 4.2.1 主控芯片介绍 |
| 4.2.2 传感器的选型 |
| 4.2.3 变频器的选择 |
| 4.3 控制器硬件设计 |
| 4.3.1 主控芯片最小系统电路 |
| 4.3.2 电源电路 |
| 4.3.3 信息采集电路 |
| 4.3.4 驱动控制电路 |
| 4.3.5 D/A转换电路 |
| 4.3.6 A/D转换电路 |
| 4.3.7 存储器电路 |
| 4.3.8 通信电路 |
| 4.4 硬件电路的研究与设计 |
| 4.4.1 电磁兼容设计 |
| 4.4.2 PCB布线 |
| 4.5 硬件调试 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 凿岩台车机械臂液压控制系统软件设计 |
| 5.1 软件编程模型 |
| 5.2 软件总体框架 |
| 5.2.1 编程思路 |
| 5.2.2 软件整体设计 |
| 5.3 控制器软件设计 |
| 5.3.1 后臂运动控制器 |
| 5.3.2 中臂延伸控制器 |
| 5.3.3 前臂运动控制器 |
| 5.3.4 推进梁运动控制器 |
| 5.3.5 液压泵站控制器 |
| 5.3.6 通信设计 |
| 5.4 软件调试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 凿岩台车机械臂液压控制系统调试与实验 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）全液压凿岩台车钻臂动态分析及仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 全液压凿岩台车概述 |
| 1.2 凿岩台车研究状况及发展趋势 |
| 1.2.1 凿岩台车国外发展状况 |
| 1.2.2 凿岩台车国内发展状况 |
| 1.3 凿岩台车钻臂的研究现状 |
| 1.4 课题来源及研究意义 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 2 钻臂的三维建模 |
| 2.1 钻臂的组成及其结构 |
| 2.2 Pro/E软件介绍 |
| 2.3 钻臂三维模型的建立 |
| 2.3.1 主臂座构件 |
| 2.3.2 主臂构件 |
| 2.3.3 旋转油缸连接架构件 |
| 2.3.4 推进梁构件 |
| 2.3.5 钻臂总装配体 |
| 2.4 总装配体干涉检验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 钻臂运动学分析及工作空间求解 |
| 3.1 钻臂运动学基础理论 |
| 3.2 CFDH齐次矩阵变换法 |
| 3.2.1 CFDH方法及连杆参数 |
| 3.2.2 连杆坐标系的建立 |
| 3.3 确定及验证钻臂运动学方程 |
| 3.4 钻臂工作空间求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于ADAMS的钻臂动力学仿真分析 |
| 4.1 动力学理论及虚拟样机技术 |
| 4.1.1 钻臂动力学基础理论 |
| 4.1.2 虚拟样机技术概述 |
| 4.1.3 ADAMS软件介绍 |
| 4.2 钻臂虚拟样机模型的建立 |
| 4.2.1 虚拟样机的构建 |
| 4.2.2 模型的前处理 |
| 4.3 钻臂危险工况仿真分析 |
| 4.3.1 钻臂危险工况分析 |
| 4.3.2 绘制油缸行程曲线 |
| 4.3.3 危险工况1的仿真分析 |
| 4.3.4 危险工况2的仿真分析 |
| 4.3.5 危险工况3的仿真分析 |
| 4.3.6 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 钻臂有限元分析及优化改进 |
| 5.1 有限元法及ANSYSWorkcbench介绍 |
| 5.1.1 有限元法基础理论 |
| 5.1.2 ANSYSWorkbench软件介绍 |
| 5.2 模型导入及前处理 |
| 5.2.1 模型导入 |
| 5.2.2 材料设置 |
| 5.2.3 网格划分 |
| 5.3 有限元结构静力分析 |
| 5.3.1 结构静力分析理论 |
| 5.3.2 主臂座结构静力分析 |
| 5.3.3 旋转油缸连接架结构静力分析 |
| 5.3.4 主臂结构静力分析 |
| 5.4 有限元模态分析 |
| 5.4.1 模态分析理论及方法 |
| 5.4.2 主臂座模态分析 |
| 5.4.3 旋转油缸连接架模态分析 |
| 5.4.4 主臂模态分析 |
| 5.4.5 结果分析 |
| 5.5 主臂座的优化改进 |
| 5.5.1 主臂座改进模型的建立 |
| 5.5.2 主臂座改进模型的模态分析 |
| 5.5.3 优化改进结果分析 |
| 5.6 施工出现的问题及改进 |
| 5.6.1 推进梁的模型建立 |
| 5.6.2 前处理 |
| 5.6.3 推进梁的结构静力分析 |
| 5.6.4 推进梁的模态分析 |
| 5.6.5 推进梁的优化改进 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）凿岩机器人三角钻臂的运动研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 机器人坐标变换法 |
| 2 空间状态几何法 |
| 3 算例与结果分析 |
| 4 结束语 |
（8）工程机械产品可视化定制平台的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 产品定制的概述 |
| 1.2.1 产品定制的特点 |
| 1.2.2 产品定制的形式 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究意义及内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 工程机械可视化定制系统的需求分析 |
| 2.1 工程机械产品定制分析 |
| 2.2 工程机械产品特点分析 |
| 2.2.1 工程机械产品的种类多样化 |
| 2.2.2 工程机械产品的系列化、特大型化 |
| 2.2.3 工程机械产品的结构复杂化 |
| 2.2.4 工程机械产品的节能环保化 |
| 2.2.5 工程机械产品的自动化 |
| 2.3 工程机械产品的需求 |
| 2.3.1 客户需求分析 |
| 2.3.2 客户需求获取 |
| 2.3.3 工程机械产品的客户需求结构模型 |
| 2.3.4 凿岩台车的需求分析 |
| 2.4 定制系统功能的需求 |
| 2.4.1 工程机械定制形式的需求 |
| 2.4.2 工程机械定制可视化的需求 |
| 2.4.3 工程机械定制参数化的需求 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 工程机械可视化定制系统的总体设计研究 |
| 3.1 工程机械可视化定制系统设计分析 |
| 3.1.1 定制系统的设计原则 |
| 3.1.2 定制系统的设计过程 |
| 3.1.3 定制系统的体系结构 |
| 3.2 基于参数化设计子系统的方案设计 |
| 3.2.1 子系统技术平台及开发语言的选择 |
| 3.2.2 子系统结构分析 |
| 3.2.3 子系统结构模型 |
| 3.3 基于可视化定制子系统的方案设计 |
| 3.3.1 可视化定制系统的技术平台及开发语言的选择 |
| 3.3.2 可视化定制子系统结构分析 |
| 3.3.3 可视化定制系统结构模型 |
| 3.4 定制平台的总体结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 工程机械可视化定制平台技术研究 |
| 4.1 工程机械定制对象模块划分 |
| 4.1.1 模块划分的原则 |
| 4.1.2 模块划分的准则 |
| 4.1.3 工程机械产品模块划分的方法 |
| 4.1.4 凿岩台车的模块划分 |
| 4.2 基于可视化定制的产品参数化设计技术 |
| 4.2.1 软件产品的二次开发 |
| 4.2.2 工程机械产品的参数化设计 |
| 4.2.3 参数化设计平台定制信息的处理 |
| 4.2.4 SQL数据库的创建与连接 |
| 4.2.5 凿岩台车的参数化设计 |
| 4.3 基于Unity3D的产品可视化技术 |
| 4.4 Unity3D平台下定制交互的实现 |
| 4.4.1 交互设计 |
| 4.4.2 三维交互技术 |
| 4.4.3 定制信息的输入 |
| 4.4.4 定制信息的输出 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 凿岩台车可视化定制系统的建立 |
| 5.1 凿岩台车可视化定制系统的总体结构 |
| 5.1.1 凿岩台车可视化定制系统 |
| 5.1.2 凿岩台车参数化设计系统 |
| 5.2 凿岩台车可视化定制系统的定制流程 |
| 5.2.1 凿岩台车可视化定制需求选择 |
| 5.2.2 凿岩台车固定型号选择 |
| 5.2.3 凿岩台车个性化定制 |
| 5.2.4 企业端对定制信息的接收和处理 |
| 5.3 凿岩台车可视化定制系统的可扩展性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）基于Unity3D凿岩台车虚拟培训系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究发展现状及应用 |
| 1.2.1 国外研究发展现状及应用 |
| 1.2.2 我国虚拟现实技术研究现状 |
| 1.2.3 虚拟现实的应用 |
| 1.3 选题意义及研究内容 |
| 1.3.1 选题意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 系统开发所涉及的相关理论基础以及开发工具的选择 |
| 2.1 双三角式平动机构 |
| 2.2 D-H矩阵方法 |
| 2.2.1 转动连杆坐标系的建立 |
| 2.2.2 移动连杆坐标系的建立 |
| 2.3 开发工具选择 |
| 2.3.1 Unity 3D游戏引擎介绍 |
| 2.3.2 3DMAX简介 |
| 第三章 凿岩台车虚拟培训系统的设计 |
| 3.1 系统功能设计 |
| 3.2 系统框架 |
| 3.3 评价系统设计及其标准 |
| 3.3.1 评价系统总体设计 |
| 3.3.2 评价标准 |
| 第四章 凿岩台车虚拟培训系统的关键技术及其实现 |
| 4.1 系统UI设计及操作方式 |
| 4.1.1 Unity3D界面控件介绍 |
| 4.1.2 操作方式 |
| 4.2 基于 3DMAX钻臂运动模拟动画制作 |
| 4.2.1 三维模型数据处理 |
| 4.2.2 基于 3DMAX钻臂机构运动学参数绑定 |
| 4.2.3 基于 3DMAX钻臂运动模拟动画制作 |
| 4.3 基于Unity3D的钻臂运动仿真 |
| 4.4 碰撞检测技术 |
| 4.4.1 碰撞检测算法分类 |
| 4.4.2 Uinty碰撞检测方法 |
| 4.4.3 碰撞检测实现 |
| 4.5 遮挡剔除技术 |
| 4.5.1 遮挡剔除技术简介 |
| 4.5.2 遮挡剔除的实现 |
| 4.6 凿岩台车钻臂定位算法 |
| 4.6.1 钻臂定位区域判断 |
| 4.6.2 钻臂运动方程及其逆解 |
| 4.6.3 目标孔位定位流程 |
| 第五章 凿岩台车虚拟培训系统的实现与运行 |
| 5.1 系统实现 |
| 5.2 理论学习 |
| 5.3 动作演示 |
| 5.4 操作培训 |
| 5.4.1 基本操作培训 |
| 5.4.2 三大功能培训 |
| 5.4.3 工况培训 |
| 5.5 考核 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）高原环境下小断面隧道用凿岩台车液压系统设计与钻臂轻量化研究（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 |
| 1.2 凿岩台车国内外研究状况 |
| 1.3 负载敏感技术应用与研究现状 |
| 1.4 凿岩台车存在问题与研究意义 |
| 1.5 课题研究目的 |
| 1.6 论文主要工作 |
| 2 凿岩台车整体设计及计算 |
| 2.1 主要设计参数 |
| 2.2 整体结构方案设计 |
| 2.3 推进系统设计 |
| 2.4 液压凿岩机 |
| 2.5 凿岩台车钻臂 |
| 2.6 凿岩台车技术参数 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 凿岩台车液压系统研究设计 |
| 3.1 凿岩台车液压系统需求 |
| 3.2 凿岩台车液压系统原理图 |
| 3.3 液压系统关键元件计算及选型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 凿岩台车液压系统性能仿真与分析 |
| 4.1 负载敏感系数学建模及分析 |
| 4.2 液压系统模型及仿真分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于ANSYS Workbench的钻臂轻量化设计 |
| 5.1 ANSYS Workbench简介 |
| 5.2 静力学模型的建立及仿真 |
| 5.3 钻臂的拓扑优化分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、凿岩台车支臂设计的两个有关计算（论文参考文献）
- [1]凿岩台车钻臂自动调平系统的设计与仿真[D]. 李良金. 河北科技师范学院, 2021(08)
- [2]自动锚杆钻车三角钻臂轨迹规划方法研究[D]. 徐勤宪. 煤炭科学研究总院, 2020(12)
- [3]凿岩机器人钻臂运动轨迹控制研究[D]. 王雷坤. 江西理工大学, 2019(01)
- [4]软弱围岩公路隧道机械化钻爆施工技术与装备应用研究[D]. 杨光. 长安大学, 2019(01)
- [5]凿岩台车机械臂液压控制系统的设计[D]. 高雅. 西安工业大学, 2018(01)
- [6]全液压凿岩台车钻臂动态分析及仿真研究[D]. 刘聪. 西安工业大学, 2018(01)
- [7]凿岩机器人三角钻臂的运动研究[J]. 朱建新,罗南安,周烜亦,高静. 机电工程, 2018(03)
- [8]工程机械产品可视化定制平台的研究[D]. 周军伟. 石家庄铁道大学, 2016(02)
- [9]基于Unity3D凿岩台车虚拟培训系统的研究[D]. 王凤钦. 石家庄铁道大学, 2016(02)
- [10]高原环境下小断面隧道用凿岩台车液压系统设计与钻臂轻量化研究[D]. 李家宁. 中国矿业大学, 2016(02)