薄煤层综采工作面巡检机器人运动分析及试验研究
| 摘要 | 第4-7页 |
| Abstract | 第7-10页 |
| 1 绪论 | 第15-31页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第15-20页 |
| 1.1.1 我国薄煤层开采现状 | 第15页 |
| 1.1.2 课题的提出 | 第15-17页 |
| 1.1.3 课题的研究意义 | 第17-20页 |
| 1.2 煤矿井下机器人研究现状及发展趋势 | 第20-22页 |
| 1.2.1 机器人在煤矿中的应用 | 第20-21页 |
| 1.2.2 煤矿井下机器人防爆情况研究现状 | 第21-22页 |
| 1.3 摇臂式履带机器人国内外研究现状 | 第22-27页 |
| 1.3.1 摇臂式履带机器人国内外发展现状 | 第22-26页 |
| 1.3.2 履带式机械动力学研究现状 | 第26-27页 |
| 1.3.3 摇臂式履带机器人动力学研究现状 | 第27页 |
| 1.3.4 巡检机器人研究现状 | 第27页 |
| 1.4 研究现状总结 | 第27-28页 |
| 1.5 论文的主要研究内容 | 第28-31页 |
| 2 巡检机器人行走机构设计 | 第31-59页 |
| 2.1 巡检机器人性能要求 | 第31-34页 |
| 2.1.1 巡检机器人工作环境 | 第31-32页 |
| 2.1.2 巡检机器人性能及任务要求 | 第32-33页 |
| 2.1.3 巡检机器人性能指标 | 第33-34页 |
| 2.2 巡检机器人行走机构设计 | 第34-36页 |
| 2.2.1 行走方式选择 | 第34页 |
| 2.2.2 履带式巡检机器人构型研究 | 第34-36页 |
| 2.3 传动机构设计 | 第36-44页 |
| 2.3.1 巡检机器人传动方式选择 | 第36-37页 |
| 2.3.2 传动系统设计 | 第37-42页 |
| 2.3.3 传动齿轮支撑机构设计 | 第42-43页 |
| 2.3.4 轴承和键的选用 | 第43-44页 |
| 2.4 驱动电机选型计算 | 第44-46页 |
| 2.4.1 主驱动电机的选型设计 | 第44-46页 |
| 2.4.2 摇臂电机的选型设计 | 第46页 |
| 2.5 传动轴计算与校核 | 第46-48页 |
| 2.5.1 主驱动轴设计与校核 | 第46-47页 |
| 2.5.2 摇臂驱动轴设计与校核 | 第47-48页 |
| 2.6 行走机构及箱体设计 | 第48-53页 |
| 2.6.1 驱动轮和履带设计 | 第49-50页 |
| 2.6.2 摇臂连杆和摇臂涨紧轮设计 | 第50-51页 |
| 2.6.3 箱体的设计与校核 | 第51-52页 |
| 2.6.4 其他机构设计 | 第52-53页 |
| 2.7 防爆初步设计 | 第53-55页 |
| 2.8 虚拟装配及样机设计 | 第55-57页 |
| 2.8.1 整机虚拟装配 | 第55-56页 |
| 2.8.2 样机设计 | 第56-57页 |
| 2.9 小结 | 第57-59页 |
| 3 巡检机器人越障分析及四摇臂步态行走规划 | 第59-87页 |
| 3.1 巡检机器人越障性能分析 | 第59-72页 |
| 3.1.1 巡检机器人运动方式研究 | 第59-62页 |
| 3.1.2 基于质心分布的巡检机器人越障特性分析 | 第62-70页 |
| 3.1.3 巡检机器人越沟能力分析及越障规划 | 第70-72页 |
| 3.2 四足机器人行走步态理论 | 第72-76页 |
| 3.2.1 四足步行机器人研究现状 | 第72-74页 |
| 3.2.2 步态参数描述 | 第74-75页 |
| 3.2.3 稳定度计算 | 第75-76页 |
| 3.3 巡检机器人四足步态规划 | 第76-86页 |
| 3.3.1 步态规划假设条件 | 第76页 |
| 3.3.2 顺序 142-3 行走步态规划 | 第76-81页 |
| 3.3.3 顺序 314-2 行走步态规划 | 第81-85页 |
| 3.3.4 对比分析 | 第85-86页 |
| 3.4 小结 | 第86-87页 |
| 4 巡检机器人运动学和动力学模型分析 | 第87-101页 |
| 4.1 相对坐标系建立 | 第87-88页 |
| 4.2 巡检机器人运动学方程建模 | 第88-93页 |
| 4.2.1 未考虑滑移效应的运动学方程 | 第88-91页 |
| 4.2.2 考虑滑移效应的运动学方程 | 第91-93页 |
| 4.3 基于RPY的摇臂运动学分析 | 第93-95页 |
| 4.4 巡检机器人动力学模型建模 | 第95-99页 |
| 4.5 小结 | 第99-101页 |
| 5 巡检机器人越障力学分析 | 第101-121页 |
| 5.1 平地直线状态力学建模及分析 | 第101-103页 |
| 5.2 爬坡力学建模和分析 | 第103-104页 |
| 5.3 翻越台阶力学建模与分析 | 第104-110页 |
| 5.3.1 初始状态分析 | 第104-107页 |
| 5.3.2 临界状态分析 | 第107-108页 |
| 5.3.3 后摇臂支撑车体时越障受力分析 | 第108-110页 |
| 5.4 越障过程摇臂力学建模与分析 | 第110-113页 |
| 5.4.1 前摇臂力学建模与分析 | 第110-111页 |
| 5.4.2 后摇臂力学建模与分析 | 第111-113页 |
| 5.5 越障前力学建模与分析 | 第113-119页 |
| 5.5.1 爬升初始时刻力学建模与分析 | 第113-116页 |
| 5.5.2 爬升过程力学建模与分析 | 第116-119页 |
| 5.6 小结 | 第119-121页 |
| 6 巡检机器人虚拟仿真及样机实验 | 第121-143页 |
| 6.1 基于宏指令开发的巡检机器人虚拟建模 | 第121-126页 |
| 6.1.1 虚拟样机建模与简化 | 第121-122页 |
| 6.1.2 基于宏指令开发的橡胶履带建模 | 第122-123页 |
| 6.1.3 虚拟仿真参数设置 | 第123-126页 |
| 6.2 巡检机器人虚拟仿真 | 第126-137页 |
| 6.2.1 直行状态仿真 | 第126-128页 |
| 6.2.2 爬坡状态仿真 | 第128-129页 |
| 6.2.3 转向状态仿真 | 第129-131页 |
| 6.2.4 跨沟状态仿真 | 第131-133页 |
| 6.2.5 姿态调整仿真 | 第133-134页 |
| 6.2.6 越障状态仿真 | 第134-137页 |
| 6.3 巡检机器人样机性能试验 | 第137-141页 |
| 6.4 虚拟仿真与样机试验对比 | 第141-142页 |
| 6.5 小结 | 第142-143页 |
| 7 结论与展望 | 第143-147页 |
| 7.1 结论 | 第143-144页 |
| 7.2 主要创新点 | 第144-145页 |
| 7.3 展望 | 第145-147页 |
| 参考文献 | 第147-159页 |
| 致谢 | 第159-161页 |
| 作者简介 | 第161-163页 |
