门式起重机巡检机器人强风作业稳定性分析

磁吸附爬壁机器人在代替人工完成造船门式起重机表面缺陷检查过程中,风载荷对机器人的影响不能忽视。以造船门式起重机和爬壁机器人为对象,对突发强阵风下门式起重机的风场特性、爬壁机器人风载稳定性进行了研究。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)及流固耦合分析方法,结合现场实测数据,分析近海风场环境下门式起重机的风压风速分布特征并计算瞬态动力响应;之后,构建爬壁机器人力学稳定性分析模型,得到极限风载条件下的机器人最小磁吸附力阈值条件;最后,开展门式起重机-爬壁机器人风振稳定性分析。结果表明,该爬壁机器人在7级风及以下能够安全作业,并为未来同类型机器人提供吸附安全性设计依据。

塔机片式标准节机器人焊接生产线的设计与应用

随着全球市场竞争的加剧,塔机制造领域面临着低成本、短周期、高品质等挑战。介绍了一套应用于塔机片式标准节自动化焊接生产线,该生产线集成了机器人技术、焊接技术、自动化技术、仿真模拟技术和工装夹具设计技术,有效提升了焊接质量与稳定性,减少了人工需求,提高了生产效率并降低成本。详细介绍该生产线的组成、布局、工序划分和节拍计算,以及仿真技术、机器人本体技术参数、始端检出和焊缝跟踪功能等关键技术。通过实际生产验证,该生产线满足了高效生产的需求,同时展示了机器人在重型工件自动化生产中的适用性。最后指出了该自动化焊接生产线优化的方向,包括降低投资成本、提高生产柔性和提升生产线的整体设备效率(OEE),能为塔机标准节的自动化生产提供指导和参考。

高磁场环境中铝电解车间天车轨道智能检修机器人设计与研究

高磁场环境中的铝电解车间一直是铝工业中关键的生产场所,但这种环境对设备的维护和检修带来了巨大的难度。在这些车间中,天车轨道扮演着极为重要的角色,用于移动和定位重型设备,可由于高磁场环境的特殊性质,轨道的损耗和磨损问题成为了常见难题。传统的维护方法往往昂贵且危险,因此需要一种创新的解决方案。本论文旨在介绍一种高磁场环境中的铝电解车间天车轨道智能检修机器人的设计与研究。这一机器人的研发将结合先进的材料科学、机器人技术以及自主导航算法,以实现在高磁场环境中高效、安全和经济的轨道维护。研究旨在提高车间的生产效率,减少维护成本,同时降低人员接触高磁场的风险。

基于DeepLab的起重机攀爬机器人运行区域分割

为对已经进入服役后期的起重机进行检测分析和维护保养,开展了对起重机攀爬机器人的研究。文中针对运行区域的分割计算量大且用时较长的问题,用MobileViT替换DeepLabV3+网络的主干提取部分,为了确保准确性,同时引入SimAM注意力模块,建立一种MDS模型。手动控制起重机攀爬机器人在门式起重机上采集视频并制作成数据集,与其他模型作对比实验。实验结果显示,相较于其他模型,改进的MDS模型分割准确率最高;该模型的平均交并比在98.5%以上,且处理时长平均在0.15 s左右,可以满足实际工程应用的需求。

浮动基多机协调吊运系统的动力学建模与仿真

针对目前海上使用的起重机在承载能力和作业空间上存在不足的问题,本文提出一种浮动基多机协调吊运系统来填补海上吊运的需求。根据吊运任务建立了系统的空间构型,并利用D-H坐标变换法建立了系统的运动学方程。根据刚体动力学和流体动力学理论建立了吊物系统和浮基的动力学模型。利用系统的运动学方程,分析了系统的正逆动力学问题,并且进行了时域仿真。结果表明:以负载运动和浮基运动分别为系统的初始激励,负载会对浮基运动造成很大的影响,同时浮基运动也会消耗负载的动能,两者均会影响到海上吊运作业的安全。因此,在动力学分析后,需要对负载的防摆控制和浮基的稳定性进行研究。

工业机器人在冷轧产线的应用实践

从工业机器人改造升级、天车无人化等方面介绍了冷轧产线智能制造的有益尝试,通过机器人图像采集与自动识别、信息集成处理、天车协同调度、车辆跟踪等信息化手段实现了预定效果,不仅提高了生产效率,机器替代作业也减少了人工高危、高重复性工作,提高了经济效益和安全边际。

回转起重机吊重摆振的动力学模型与控制

为研究回转起重机回转作业中吊重的摆振特性 ,寻求抑制吊重摆振的控制方法 ,将回转起重机工作装置等效为开链机械手的形式 ,采用机器人动力学方法建立吊重摆振的动力学模型 ,提出了基于最优调节器理论的控制方案用以抑制回转作业中的吊重摆振。该方案通过 1个切换开关将 2个最优调节器结合起来分别控制吊重在回转运动中的切向摆振和到达目标位置后的摆振。研究结果表明 ,该控制方案可以实现吊重在回转运动中摆振最小 ,在到达目标位置后迅速静止的控制目的 ,具有良好的摆振抑制效果。

3种构型的6自由度绳牵引门式起重机器人的运动学位置逆解分析

借助Matlab软件,通过运动学逆解分析3种不同构型配置的6自由度起重机器人机构的运动学欠约束问题.研究结果表明:对3根绳牵引的6自由度起重机器人机构构型的改进中,3根主梁互相平行的机构是运动学位置逆解欠约束的,而其他两种机构的约束是充分的,改进的机构不都是运动学约束充分的.

天车机器人设计

为实现天车调运的自动化、机器人化,设计了实验室环境中的天车机器人。天车机器人的大车通过齿轮机构驱动,小车通过丝杠机构驱动,实现大车、小车及吊钩的3个坐标方向的运动;下位机采用单片机控制系统,通过电机驱动器实现对不同电机的控制,并通过蓝牙与上位机进行控制指令的通信;天车机器人视觉系统采用平行双目立体视觉结构,经标定后实现对目标物的视觉定位、测量等功能。实验结果表明:标定后的天车视觉系统校正精度高、目标定位准确,为进一步研究立体视觉匹配及深度信息测量打下了基础。

起重机轨道检测机器人的研制

根据起重机轨道的工作状况及环境,开发了一种适于轨道检测的单轨机器人.该机器人可以携带反射棱镜沿轨道匀速行进,快速前进、后退的速度分别为0.285,0.281 m/s,慢速前进、后退的速度分别为0.185,0.180 m/s.在行进过程中,根据两边侧轮距离的变化可以判断轨道横截面宽度的变化.单轨机器人的位置,可由全站仪追踪.全站仪发射的激光,经棱镜反射,由全站仪接收.通过对采集数据的处理,计算出轨道机器人的位置坐标.

吊装绳牵引并联起重机器人的建模分析

提出一种6自由度的绳牵引并联起重机器人,以取代现有的轨道吊.通过对绳牵引并联起重机器人进行构型配置并建模后发现,其动力学系统是具有8个输入量、6个状态量和输出量的冗余驱动的非线性系统.将非正则反馈线性化控制器引入到该系统中,得到一个线性化的系统.选择适当的输入控制律,即可得到一个关于轨迹误差的二阶常微分方程.在选择合适的反馈增益的基础上,可实现渐近稳定的吊运轨迹跟踪控制.仿真结果表明,吊具在x和y方向上的轨迹的稳态误差为零,但在z方向上的轨迹始终存在一个固定的稳态误差,必须通过改进系统的控制器来解决.

基于模糊自适应PID的二自由度门式起重机防摆控制研究

为了实现二自由度门式起重机小车精确定位和消除吊载摆动,提高起重机的工作效率,利用拉格朗日方程建立起重机动力学模型的非线性微分方程,在PID控制和模糊控制的基础上,设计模糊自适应PID防摆控制器,小车位置控制和绳长控制采用模糊PID控制,吊载摆角控制采用模糊控制.通过与PID控制仿真结果比较,验证模糊自适应PID控制方法可行,且控制过程更加平稳,响应速度更快,稳态精度更高.不管是小车位置、绳长,还是吊载质量发生改变时,系统仍保有较强的鲁棒性.

液压履带起重机工作装置的机器人动力学模型

建立了液压履带起重机工作装置的机器人动力学模型 ,该模型能够反映起重机进行回转、变幅和起升作业时 ,工作装置和吊重的动态行为。采用机器人动力学方法推导出系统的动力学方程 ,并用数值方法加以求解。最后 ,利用计算机仿真的方法 。

大型造船门式绳牵引并联起重机器人的机构设计与运动学位置逆解分析

针对大型造船门式起重机存在的翻身作业不灵活、机械结构复杂等缺陷,将3根绳牵引的欠约束绳牵引并联机器人技术引入到对大型造船门式起重机的改造中,提出大型造船门式绳牵引并联起重机器人的概念.参照现有大型造船门式起重机的基本参数,按照1∶50的比例,对该机器人的机构参数进行配置,详细分析其广义运动学位置逆解问题并给出计算方法.实例仿真表明,该机器人能实现6自由度的吊运任务.

用于集装箱吊装的绳牵引并联起重机器人的机械结构设计

考虑到绳牵引并联机器人具有串联机器人及杆支撑机器人所不具有的优势,并结合目前机器人研究的热点和发展趋势,提出可用来替代轨道吊的用于集装箱吊装的绳牵引并联起重机器人,并针对振华公司的一种轨道吊产品参数,对绳牵引并联起重机器人进行机构设计和详细的结构设计。

单轨检测机器人的研制

文章根据桥门式起重机轨道的工作状况及环境,开发了一种适于轨道检测的单轨机器人。该机器人可以携带反射棱镜沿轨道匀速行进。它具有两个侧轮,在行进过程中,根据两边侧轮距离的变化可以判断轨道横截面宽度的变化。单轨机器人中心的位置,可由全站仪追踪。全站仪发射的激光,经棱镜反射后,再由全站仪接收。通过对采集数据的处理,计算出轨道机器人的位置坐标。该位置在轨道横截面上的变化反应了轨道中轴线的变化。检测时,单轨机器人的前进和后退速度分别为1.853m/s和1.804m/s。

全地面起重机塔臂工况吊重摆振特性研究

为了提高全地面起重机塔臂工况吊装定位精度及作业效率,有必要对回转运动中吊重摆振特性进行研究.基于机器人动力学理论,将全地面起重机等效成串联开链机器人系统,运用牛顿-欧拉正向递推公式,建立吊重摆振动力学方程,对吊重摆振特性进行计算机仿真.研究结果表明回转过程产生的惯性力和离心力导致吊重在空间产生复杂的振动,启动加速时间、吊重绳长及工作幅度对吊重偏摆角大小有重要影响.所得结论可为全地面起重机结构设计提供参考.

二自由度门式起重机智能定位防摆控制研究

为了实现二自由度门式起重机小车精确定位和有效控制吊载摆动,提高门式起重机的工作效率,很多学者对防摆控制方法做了大量研究。利用拉格朗日方程建立动力学模型的非线性微分方程,提出了几种控制策略,设计了几种控制器,并在MATLAB/Simulink环境中进行仿真。通过仿真结果比较,分析哪种控制器响应速度快,控制过程较平稳,稳态精度更高。

基于全站仪及轨道机器人的桥式起重机轨道检测

在桥式起重机运行过程中经常会遇到啃轨问题,严重时会造成脱轨事故,因此。对轨道状态的定期检测十分重要。文中测量对象为长期处于高温、高湿度、强腐蚀工作环境下的100 t重载桥式起重机,利用全站仪和轨道行走机器人测量其2根轨道的跨距、单轨直线度和双轨高度差等参数,以此为依据对轨道的安全性进行评估,并给出其轨道整改建议。

起重机用打磨机器人结构设计

根据起重机无损探伤检测要求,对起重机用打磨机器人进行总体布局和结构设计,并结合其使用环境和工作要求选择了双履带、永磁吸附式的总体结构。打磨机器人传动机构选用链传动,其驱动方式按实际控制的需要选择步进电机驱动;打磨机构采用电机驱动,工作时打磨压力由压缩弹簧提供,并由电磁铁来控制工作状态。打磨机器人在起重机构件上的固定采用磁吸附式吊挂结构。