隧道支护钻孔机器人的研制及其动力学分析
| 摘要 | 第6-7页 |
| abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 | 第12-13页 |
| 1.2 钻岩技术的历史发展 | 第13-15页 |
| 1.3 国内外锚杆钻机的研究现状 | 第15-19页 |
| 1.3.1 国外锚杆钻机的研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3.2 国内锚杆钻机的研究现状 | 第17-19页 |
| 1.4 机械振动和定位误差分析的方法 | 第19-20页 |
| 1.5 本论文主要研究的内容 | 第20-24页 |
| 1.5.1 隧道支护钻孔机器人技术指标 | 第20-21页 |
| 1.5.2 该课题研究的目标和基本方法 | 第21页 |
| 1.5.3 该课题主要的研究内容和各章节安排 | 第21-24页 |
| 第2章 隧道支护钻孔机器人总体设计 | 第24-39页 |
| 2.1 隧道支护钻孔机器人样机工况 | 第24-25页 |
| 2.2 隧道支护钻孔机器人样机关键结构选型 | 第25-28页 |
| 2.2.1 钻头进给机构 | 第25-26页 |
| 2.2.2 整机支撑机构 | 第26-27页 |
| 2.2.3 支撑主轴的选取 | 第27-28页 |
| 2.3 隧道支护钻孔机器人样机三维模型搭建 | 第28-29页 |
| 2.4 各驱动电机参数计算及具体选型 | 第29-36页 |
| 2.5 隧道支护钻孔机器人工作过程 | 第36-37页 |
| 2.6 本章小结 | 第37-39页 |
| 第3章 隧道支护钻孔机器人运动学及工作稳定性分析 | 第39-66页 |
| 3.1 机器人的运动学分析 | 第39-44页 |
| 3.1.1 整个隧道支护钻孔机器人的运动学 | 第39-42页 |
| 3.1.2 整个隧道支护钻孔机器人的逆向运动学 | 第42-43页 |
| 3.1.3 径向进给步进电机和钻头电机的转速匹配 | 第43-44页 |
| 3.2 钻头钻进过程中的动力学分析 | 第44-52页 |
| 3.2.1 钻孔机器人简化力学模型建立 | 第45页 |
| 3.2.2 机器人钻孔数学模型建立 | 第45-48页 |
| 3.2.3 对力学模型进行分析 | 第48-52页 |
| 3.3 弹簧参数的非线性规划优化 | 第52-57页 |
| 3.4 ADAMS整机振动仿真及钻头模态分析 | 第57-64页 |
| 3.4.1 Adams振动仿真 | 第57-61页 |
| 3.4.2 钻头部分有预应力的模态分析 | 第61-64页 |
| 3.5 本章小结 | 第64-66页 |
| 第4章 控制系统设计及电机定位误差分析与补偿 | 第66-89页 |
| 4.1 机器人控制系统设计 | 第66-70页 |
| 4.1.1 控制系统的总体框图 | 第66-67页 |
| 4.1.2 控制系统通信方式 | 第67-70页 |
| 4.2 电机控制硬件设计 | 第70-77页 |
| 4.2.1 传感器选型 | 第70-72页 |
| 4.2.2 直流无刷电机控制 | 第72-74页 |
| 4.2.3 步进电机开环控制 | 第74-75页 |
| 4.2.4 步进电机闭环控制 | 第75-77页 |
| 4.3 定位误差分析 | 第77-80页 |
| 4.3.1 误差来源分析 | 第77页 |
| 4.3.2 丝杠的螺距误差 | 第77-78页 |
| 4.3.3 步进电机位置检测误差 | 第78-80页 |
| 4.4 步进电机位置误差补偿方法 | 第80-87页 |
| 4.4.1 误差控制算法 | 第80-84页 |
| 4.4.2 BP神经网络PID控制器算法流程 | 第84-85页 |
| 4.4.3 BP神经网络PID算法仿真 | 第85-87页 |
| 4.5 控制系统软件设计 | 第87-88页 |
| 4.6 本章小结 | 第88-89页 |
| 第5章 隧道支护钻孔机器人实验分析 | 第89-101页 |
| 5.1 钻孔功能实验 | 第89-95页 |
| 5.1.1 实验目的及设备 | 第89-91页 |
| 5.1.2 实验过程及分析 | 第91-95页 |
| 5.2 振动实验 | 第95-97页 |
| 5.2.1 实验目的 | 第95页 |
| 5.2.2 实验过程及分析 | 第95-97页 |
| 5.3 行走定位实验 | 第97-100页 |
| 5.3.1 实验目的 | 第97-98页 |
| 5.3.2 实验设备及过程分析 | 第98-100页 |
| 5.4 本章小结 | 第100-101页 |
| 结论 | 第101-103页 |
| 参考文献 | 第103-107页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第107-108页 |
| 致谢 | 第108页 |
