基于总安全系数法的喷射混凝土支护承载能力的试验研究

为验证总安全系数法中喷层的荷载结构模型及其安全系数计算方法,研制大型隧道结构模型试验系统,采取结构试验的方法,开展毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏试验。通过围岩和细砂材料的三轴试验明确模型试验中各材料的物理与力学参数,模拟毛洞、不同厚度喷层以及二次衬砌的加载破坏全过程,依据破坏状态明确喷层与二次衬砌的设计承载能力,试验中监测围岩应力应变、喷层内外侧应变和喷层位移,结合监测结果分析喷层与二次衬砌在承载过程中的变形特征与受力特征,明晰喷层与二次衬砌的承载机制,并与总安全系数法理论计算结果进行对比分析。结果表明:1)在试验断面条件下喷层受力状态为小偏心受压,喷层与围岩之间的粘结能有效传递剪力,从而减少了喷层的弯矩,有利于充分发挥喷层的抗压强度,同厚度情况下喷层的设计承载力要高于二次衬砌;2)试验得到的厚度为2 cm和4 cm喷层的设计承载力比总安全系数法理论计算结果分别大27.0%和22.9%,表明总安全系数法的喷层承载力计算模型是合理的,并具有合适的安全性。

基于Robot Framework测试框架的机载娱乐系统自动化测试设计

在对机载娱乐系统软件架构进行分析的基础上,阐明了机载娱乐系统自动化测试的必要性,设计了基于Robot Fra-mework测试框架的自动化分层测试组织结构,明确了自动化测试中测试用例、测试规程、测试结果之间的追踪性,并将设计的测试组织结构在实际项目中进行了应用。实践表明,采用所设计的自动化分层测试组织结构可以较好的满足机载娱乐系统在软件测试过程中的脚本维护、扩展、稳定测试等要求,有利于软件的快速交付。

隧道综合巡检机器人设计及研究

为解决城轨隧道病害检测采集的问题,设计了一台隧道综合巡检机器人。对机器人的实现功能进行规划与设计,确定实现方式,并使用SolidWorks软件设计并建立机器人不同模块的结构模型;对底盘驱动模块进行电机计算与校核,利用ANSYS Workbench对底盘进行有限元静力学分析;对机器人样机进行生产加工组装,并在真实隧道环境中进行测试实验。实验测试结果表明,机器人结构与控制部分设计合理,可实现对隧道内壁与道床的病害数据采集,机器人运动性能达到预期的目标。

全向移动光伏清扫机器人清扫特性分析与优化

针对光伏组件灵活、安全清扫问题,设计一种全向移动式光伏清扫机器人构型,采用四轮差速建模法、轮组电磁制动分析,确定机器人构型的合理性。针对现有移动式清扫方式的局限性,研究新型滚刷除尘、管道吸尘同步清扫方法。通过CFD仿真方法,建立机器人吸尘管道、清扫机构流场仿真模型,完成结构模型的清扫特性分析与结构优化仿真,以及实际清扫效果对比评价试验。试验结果表明:设计的清扫机器人能实现86.5%清扫效率,同时改善了运动制动能力。

基于仿生原理的六足机器人研制

六足机器人是一种仿生机器人,受到自然界昆虫的启发,具有良好的适应性和灵活性。该机器人设计采用六条腿进行移动,能够在各种复杂地形中行进,并具备稳定性和携带装备功能。通过仿生原理,结合机器人技术和生物学知识,通过持续研制和实验,拓展其在探索危险环境、灾害救援和科学研究等领域的应用。

喷浆机器人转速编码器安装结构改进设计

针对喷浆机器人转速编码器在使用过程中由于地面杂物挤压、内部受潮以及机械振动等造成转速编码器损坏频繁的问题,提出对转速编码器的安装结构进行改进设计。新安装结构方案改进了转速编码器的安装位置和转速传递机构,从而提高了转速编码器稳定性和可靠性,保证了喷浆机器人行走信息采集的准确性,为煤矿智能化开采提供了保障。

高速铁路站房狭小空间检测机器人结构设计及越障测试

针对铁路站房雨棚内部空间狭小复杂,无法有效排查结构病害的问题,研制了履带肢翻越式检测机器人。本文介绍了检测机器人设计理念、整体结构、硬件系统及其功能以及狭小复杂环境条件下底盘驱动的选型,通过有限元分析对履带底盘运动学参数、动力学参数进行了确定,对履带底盘驱动系统和摇臂履带肢结构进行了优化设计。在实验室模拟的狭小空间多次测试,检测机器人均能够以连续动作翻越障碍,单次越障时间约8 min,表明其结构设计合理,动力学性能、运动学性能均满足要求。检测机器人可用于指定区域的外观检测,以发现表观病害。

本州-四国联络桥通道桥梁集群养护技术进展

日本本州-四国联络桥通道是连接本州与四国两大主岛的重要陆路交通线,全线含大跨径跨海桥梁17座,大小桥梁数百座,现由本州-四国联络高速公路株式会社进行统一的养护,属于典型的桥梁集群养护模式。整理了本州-四国联络高速公路株式会社近年来以桥梁200年使用寿命为工作目标采取的养护策略以及在养护工作中开发或应用的新技术、新装备,以期为国内同类项目提供有益的参考和启发。

近区锚喷结构的爆破振动特性研究

选用水泥砂浆和玻璃钢分别模拟岩石和锚杆,浇筑2.5 m×1.8 m×2.1 m尺寸的岩体模型,通过模型试验研究近区锚喷结构在掏槽爆破作用下的振动特性。利用测试锚杆测得不同设置情况锚杆上的应变波。试验结果表明,端锚锚杆中部锚固段与锚杆尾部自由段测得的振动波形和变形形式完全不同,中部锚固段振动幅值稍大;在不设置喷层和预应力时,尾部自由段的应变波规律性更强,且持续时间长;随着离爆源距离的增加,锚杆的振动频率和幅值衰减明显,但振动持续时间则稍有增长;通过小波变化的时频方法分析应变波的能量,临近工作面锚杆的振动能量大,但能量分布分散,振动时间有限,稍远的锚杆虽振动能量小,但能量集中,持续时间长;两种不同能量对锚喷结构产生不同的损坏模式。试验和实践发现,爆破容易造成附近喷层的损坏和锚杆的失效,钢纤维混凝土可增加喷层的抗动载性能,调整支护工艺也是减小爆破影响的有效方法。

中型喷射混凝土机器人的设计与应用

介绍了一种专用于隧道表面喷射混凝土的 6自由度机器人的机械结构、液压系统和电控系统的设计问题。并简述了工业性能试验结果。实验证明 ,该产品设计合理、性能稳定可靠 ,应用前景广阔。

小型喷浆机器人试验研究

介绍了小型喷浆机器人的总体结构、工作原理，对机器人在工业性试验中的结果进行了综合分析，并展望了其应用于喷浆支护前景。

温室黄瓜采摘机器人系统研制及性能分析

为提高黄瓜采收智能化水平,降低人工采收劳动强度,研发了黄瓜采摘机器人系统.描述了机器人系统硬件构成,提出了三层式系统控制方案,设计了导航控制程序与采摘控制程序两核心软件,阐明了采摘机器人作业流程.黄瓜采摘机器人温室作业性能测试试验证明:系统各模块运转良好,视觉识别算法可有效提取果实信息,机器人采摘成功率达85%,单根黄瓜采摘耗时28.6 s.温室黄瓜采摘机器人具有较好的稳定性与较高的实用性.

多类型水果采摘机器人系统设计与性能分析

根据农业机器人的智能化发展需要,研发了能对单果类和串型类水果实现采摘的多类型水果采摘机器人。对水果采摘机器人的软件设计和硬件构造进行了描述,研究了荔枝、柑橘的视觉识别定位方法,以及机械手的行为控制方法,阐明了采摘机器人的作业流程。进行了荔枝、柑橘的采摘作业试验,试验结果表明:系统各模块运转良好,多类型水果采摘机器人进行荔枝采摘的成功率为80%,柑橘采摘的成功率为85%,两类水果采摘一次的平均耗时为28 s。

煤矿井下机器人结构设计

立足国情和实际，设计了一种全新结构的煤矿井下机器人。与常规结构的工业机器人相比，它的结构方式与工作过程都独具特色。使得本机器人结构简单，操作方便，适用性强，具有好的可靠性与维护性。

PJR-X小型喷浆机器人滑模变结构控制系统

由于PJR-X小型喷浆机器人具有系统参数变化、随机干扰和负载扰动等特点,数学模型难以精确确定,因而采用传统的PID控制方法很难得到良好的控制效果,系统性能得不到保证.为了消除这些因素对机器人系统性能的影响,采用无抖动滑模变结构控制技术对机器人控制系统进行设计.应用Matlab仿真软件对所设计的滑模变结构控制器进行实验仿真,并且还对施加于机器人不同负载的情况进行了仿真.通过对仿真结果的分析比较,可知采用此滑模变结构控制技术所设计的喷浆机器人控制系统能够较好地减轻由于负载变化等干扰因素对系统控制性能的影响,消除了传统变结构控制器所固有的抖振现象,系统性能指标明显提高,具有良好的动态性能和稳定鲁棒性.

喷浆机器人机械结构设计与研究

介绍了喷浆机器人的机械结构和动作原理。使用证明,该喷浆机器人结构设计合理,结构简单,操作方便,易于维修,可靠性高。

喷浆机器人的设计与实现

阐述了喷浆机器人的结构、动作原理 ,介绍了液压系统的设计原理、工作控制方式、采取的节能措施以及采用 CAD软件设计机器人结构的优越性。实验证明了该喷浆机器人设计方案行之有效。

冻融循环条件下岩体-喷层结构模型试验研究

针对南方地区极端冰雪灾害下的边坡岩体和支护体的变形破坏现象,提出在冻融循环条件下岩体-喷层结构一体的室内模型试验方法。选取砂岩-混凝土一体化试样,置于自行研制的高低温环境试验箱中进行冻融循环条件下的模型试验。利用静态应变测试系统和光纤光栅测试技术同步采集应变数据,分析冻融循环过程中砂岩、混凝土、砂岩-混凝土胶结面的变形及原因。岩石表面应变花数据表明,当温度降至0℃以下时主应变增大,升温后主应变减小;混凝土表面应变花数据表明,该点处主应变随温度升高而增大,随温度降低而变小。2种测试手段均测得胶结面处应变同时受岩石和混凝土的影响,是两者共同作用的结果。据此拟合出胶结面处最大应变与冻融次数的关系表达式,归纳出岩体-喷层结构一体化在冻融循环作用条件下的冻胀损伤机制。

三自由度苹果采摘机器人本体设计

目前绝大部分应用在水果采摘上的关节型机器人控制复杂,成本高,而且采摘效率低,设计结构简单的采摘机器人是研究的重点。针对苹果种植的园艺特点和关节型采摘机械臂的不足,设计了一套基于圆柱坐标的三自由度苹果采摘机器人本体结构。控制系统采用基于PC&MP2100的分布式控制方案,阐明了机器人作业流程,编写了采摘控制程序,控制中引入模糊PID和偏差耦合同步控制方法,并基于C#,开发了人机交互界面。在实验室对机械臂进行了单轴调试、多轴同步调试、运动耗时和定位精度试验,结果表明采摘机械臂单次运动时间平均为6.619 s,平均运动误差值只有4.929 mm,相比关节型机械臂减少了耗时,降低了成本并且提高了定位精度和采摘效率。

锚喷技术加固补强旧危拱桥的模型试验及有限元分析

为了研究锚喷技术加固补强拱桥的机理,进行了4个混凝土拱模型的试验研究,并用经过特别处理的非线性有限元法对模型进行了分析。着重探讨拱的极限承载能力性质,附加的锚喷拱圈与原拱圈的粘结可靠性以及它们的相互作用。