基于BIM的自行走测量机器人研究与应用

建筑施工过程中,建造和竣工验收工程中需要大量的实测实量工作。传统的实测实量方式主要依靠人工使用靠尺、卷尺等工具手动测量,存在作业耗时耗力、数据可靠性差、主观性强等缺点,因而研发出一套基于BIM的自行走测量机器人用于工程中的实测实量工作。主要利用底盘小车通过BIM模型生成的地图行驶到指定位置后使用三维激光扫描仪采集高精度点云数据,并通过设备内置计算机利用人工智能算法自动分析数据并生成报表,实现了单人单设备测量、结果自动生成等功能。在满足实测实量检测精度要求的基础上,节省了人力资源、提高了工作效率,降低了生产成本。

自行走上轴车的研制及应用效果

总结在高密度织机布局车间中自行走上轴车的结构、原理及其应用效果。介绍了自行走上轴车的各组成部分,包括车架、运输行走系统、纺织器材升降系统和控制系统。简述了自行走上轴车的具体工作流程。应用效果表明:自行走上轴车可实现在高密度织机车间内对穿经完成的成品及带纱经轴的灵活行走,并实现经轴上机功能。认为:自行走上轴车可提升生产效率,降低用工成本,提高操作安全性。

蓝莓采收机高通过性自行走装置设计及性能研究

针对国内蓝莓采收面临的难题,对蓝莓采收机自行走装置进行设计,该装置由液压驱动,采用框架式结构,由行走车架、发动机、液压执行元件、驾驶区等组成,对车架进行满载弯曲和扭转工况有限元仿真,确定车架强度满足力学性能要求,具有良好载荷配比及抗扭能力。对整机行走、转弯及升降性能分析,确保整机操纵轻便。该装置配置采收系统,对整机上下坡、横坡行驶及横向滑移稳定性分析,获得整机极限翻倾角及不同路面横向滑移角度范围。对样机进行试制及田间试验,试验结果与理论分析基本一致,整机行驶性能良好,最大行驶速度为11km/h,最小转弯半径为3 160 mm,适用果树高度1.1～2.0 m;整机作业稳定性强,上下坡及横向行驶翻倾角分别为51°、50°及44°,横向极限滑移角为40°;自行走装置与采收系统匹配性良好,采收效率为6.95 kg/min,果树重度损伤率为3.5%。

自行走式地下掘进机器人姿态测量系统的设计

针对当前自行走式地下掘进机器人姿态测量方法只能应用于静态测量的不足,提出一种可实时动态测量机器人行进过程中姿态的新方法。该系统的核心是两个激光发射器和多个激光接收器。发射器发射三束带有一定特征信息的激光,包括一束选通光和两束扇形光。接收器接收到光束后,利用光束之间的几何关系、发射器的旋转速度和光束被接收的时间差来计算接收器相对于两发射器所在水平面的水平角和俯仰角,通过前方交会原理确定接收器即目标点的空间坐标。根据系统的测量原理建立测量模型,进行误差分析,建立误差模型,并对其进行仿真,与惯性导航测量误差进行比较。仿真结果表明该方法测量精度满足机器人位姿的测量要求。

自行走地下掘进机器人导向系统的测量方法

针对目前自行走掘进机器人姿态测量设备只能依靠人工操作,无法连续、实时动态测量的缺点,基于三点法姿态测量,提出了一种多目标点的自动测量方法.该方法采用激光发射模块与接收模块,利用前方交会原理,通过测量多点坐标完成机器人的姿态测量;介绍了测量装置的总体架构和硬件设计方案,并对测量误差进行了分析;同时采用卡尔曼滤波算法对测量坐标进行预测补偿,提高了测量精度.仿真结果表明:这种测量装置可以提高系统的实时性,且数据处理方法对系统噪声和量测噪声有抑制作用.

自行走式掘进机整体设计

针对顶管及盾构施工方法存在的部分缺点,对自行走式掘进机的机械结构进行了整体设计,并对掘进机的工作流程进行了合理规划,确定了其基于主要信息数据库的智能控制系统模式。根据掘进机的电气元件布局特点,确定了分布式、主从式的掘进机自行走式整体控制方法。

基于SolidWorks的自行走装置的设计

介绍了基于SolidWorks软件进行机械系统虚拟设计和运动仿真的基本方法,综合利用SolidWorks的参数化、变量化建模技术,完成了集装箱双侧装卸车自行走装置的虚拟设计。利用SolidWorks的插件SolidWorksmotion对自行走装置的收放及转向进行了运动仿真。利用SolidWorks的插件simulation对驱动轮支臂进行有限元分析。实践证明,这种方法可有效提高效率,具有良好的应用前景。

一种6m自行走剪叉式高空作业平台设计研究

本文根据用户的设计要求,设计了一款6m的新型自行走剪叉式高空作业平台(以下简称"平台"),从工作平台、伸展结构、工作底盘对自行走剪叉式高空作业平台的结构进行研究,从动力源选择、电源选择和驱动方案等方面对其驱动系统研究,并对其控制系统进行了研究。它具有机动灵活、结构紧凑、操作简单、安全可靠、通过性、稳定性好等优点[1]。

自行走式隧道施工中装配式塑料管道合理支护形式试验研究

采用装配式塑料管道为新型自行走式隧(管)道施工提供配套支护技术,需要研究管道的支护强度、管道变形等相关参数。将整体聚乙烯(PE)中空壁缠绕管沿管壁轴向切割成片,再焊接拼装成环。选择管道周向的分片数目和拼装角度作为试验的2个因素,采用双因素实验方法,并参考管道环刚度测试方法,在环刚度试验机上对分片拼装后的管道进行承压实验。以塑料管道在径向变形最大达到15%时的承载力为承载极限,经对实验结果分析后选出合理的管道拼装分片数目和角度。结果表明,拼装角度对强度的影响最为显著,分片数目次之。合理支护形式为:管道周向均分成4片,并将4条分割缝分别置于与水平和铅垂方向旋转45°的位置。

自行走隧管道掘进机增阻结构的数值模拟研究

采用大型通用有限元程序ANSYS进行建模,对计算模型进行数值计算,并总结增阻效果和作用规律,经过模拟得出:增阻结构圈数是影响管土作用的主要因素,地表隆起变形随到工具管中心的距离增大而减小,隆起值随工具管的埋深增大而减小的结论。

一种自行走韭菜收割机的设计与实现

设计了一款小型化专用韭菜收割机。整机采用智能传感器与单片机进行信号传感及控制,对车身沿垄自行走、割茬高度自调节和边拢边割等功能实现进行了研究。运行结果表明,样机可实现0.41亩/h的收割速度,有效提高劳动效率。

自行走式地下管道掘进机工业样机试验

针对目前地下管线施工工艺所存在的问题,设计制造一种全新的地下管线施工技术设备——自行走式地下管道掘进机,该机主要依靠机器外侧增阻装置与土体啮合来提供掘进机行进的反力,并依靠机器内部液压缸伸缩来实现掘进机的自行走。主要介绍了这种机器的半工业样机构造原理以及现场试验的情况,证明自行走式掘进机原理的可行性。

自行走隧道掘进机施工引起地表沉降规律分析

通过水准测量对自行走隧道掘进机施工过程中地表变形进行了研究,结果表明:横向沉降槽曲线不完全符合Peck理论的正态分布,最大沉降点位于轴线上方。沉降变形集中发生在土体开挖而掘进机尚未到达掌子面时,环向增阻块对土体挤压造成地表轻微隆起。

含水量变化对自行走掘进机增阻反力关系试验

指出土中自行走式掘进技术是利用在掘进机筒体外侧的可调增阻装置与土体的啮合提供反力前行,叙述了确定前进反力与增阻装置参数的试验方案,建立了试验中要确定的土体—增阻结构系统,进行了模型试验设计,并进行土体含水量变化对增阻反力的关系试验,以促进土中自行走式掘进技术的研究。

全断面液压自行走模板台车的设计应用

论述了一种全圆360°液压控制自行走模板台车的设计要点。该台车可实现全断面一次衬砌浇筑,每仓衬砌长度12 m。台车的支模、收模、支撑全部为中央控制台操作液压千斤顶动作完成,台车的行走由卷扬装置完成。该台车与传统模板台车及人工架设模板相比,具有自动化程度高、操作简便、安全可靠、成本低、进度快、质量高等优点。在南水北调工程中,使用其浇筑隧道长1.5 km,所浇筑混凝土面光滑、密实,提高了工程质量,缩短了工期,节约了成本。

自行走式上料机械手液压系统设计

给出的自行走式上料机械手液压系统，是针对特殊情况设计的，对系统压力、流量计算和油箱结构设计以及系统控制方法进行了研究，提出了成本低廉的组合差动缸的设计方案，解决了实际问题．

自行走式掘进机增阻力与增阻块撑出面积关系研究

自行走式隧道掘进机是一种新研发的非开挖技术装备,其克服了盾构和顶管长距离施工受限和急转弯不够灵活的缺点。为设计和制造自行走式掘进机应用型工业样机提供参数支持,通过设计和加工小型样机,先后进行模型试验和现场试验,得出增阻块提供的推力与增阻块撑出时在管轴垂直方向的投影面积为近似正比例关系。

自行走式隧道施工中装配式塑料管道连接方式试验及模拟研究

基于优选出的装配式塑料管道的拼装形式,选用钢板螺栓连接管片形成装配式塑料管道,研究此连接形成管道的支护强度、管道变形等相关参数,为新型自行走式隧(管)道施工提供配套支护技术。选择钢板厚度和螺栓的拧紧扭矩作为试验的2个因素,在环刚度试验机上对分片拼装后的管道进行承压试验。以塑料管道在径向变形达到15%时的承载力作为承载极限,经对试验结果分析后选出最佳的钢板厚度和螺栓扭矩。结果表明,以拼接缝与铅垂线成45°的圆周4片拼装形式,3 mm厚的钢板配合10 N.m的螺栓预紧力,可使其承压能力较整体式管道有一定提高。应用ABAQUS软件对该连接方式进行建模,定性分析得出,聚乙烯(PE)中空壁缠绕管采用3 mm钢板连接后的承压反力高于采用4 mm钢板连接的承压反力,从而也验证了试验结论。

自行走隧道掘进机行进对地表沉降的理论分析

通过对自行走式隧道掘进机在地下爬坡过程中引起的地表变形进行了研究,结果表明:掘进机行进轨迹的纵向沉降曲线与随机介质理论预计的沉降曲线接近;在自行走掘进机埋深较浅时,横断面沉降曲线与Peck理论正态分布曲线误差较大,周向增阻结构嵌入土体能够造成地表土体的隆起。

自行走式掘进机增阻前行后对周围土体影响的现场采样实测

自行走掘进机行走过程中会对周围土体产生挤压与剪切,掘进机通过后土体的物理力学性质会因此而发生变化,论文重点研究掘进机行走后对周围土体物理力学性质的影响关系,为后期自行走式掘进机的工程应用提供参考。