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大型船用坞内外板涂装机器人 被引量:21
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作者 林焰 衣正尧 +4 位作者 李玉平 纪卓尚 刘英想 裴斐 李冰 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期115-128,共14页
详细分析了大型船用坞内外板涂装机器人(SRSSPD)在坞内生产中的特殊作业环境、功能要求,探讨了其工作原理及技术指标.系统梳理了国外基于爬壁、框架、高架搭载方式的SRSSPD及与其性能相关的大型预处理打磨和除锈机器人的技术特点和问题... 详细分析了大型船用坞内外板涂装机器人(SRSSPD)在坞内生产中的特殊作业环境、功能要求,探讨了其工作原理及技术指标.系统梳理了国外基于爬壁、框架、高架搭载方式的SRSSPD及与其性能相关的大型预处理打磨和除锈机器人的技术特点和问题,并对国外典型SRSSPD的研究现状进行了对比分析.从船厂用户角度,系统论述了国内SRSSPD的研究进展.重点分析了SRSSPD研究的基本要求、研究难点、可能的困难以及关键技术.最后,对未来发展趋势进行了展望. 展开更多
关键词 船舶坞内施工 外板涂装 除锈与打磨机器人 喷涂机器人 智能爬壁 高架补偿
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6R型喷涂机器人运动学分析及仿真 被引量:15
2
作者 曾剑 林义忠 +1 位作者 廖小平 夏薇 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第6期145-147,共3页
在D-H坐标系下建立了6R型喷涂机器人的运动学模型,采用了臂、腕分离法求出了该机器人的正逆运动学的解析表达式。然后用RoboticsToolbox对该机器人的逆运动学、工作空间进行了仿真,不仅证明了运动学正、逆解的正确性,还得出了机器人的... 在D-H坐标系下建立了6R型喷涂机器人的运动学模型,采用了臂、腕分离法求出了该机器人的正逆运动学的解析表达式。然后用RoboticsToolbox对该机器人的逆运动学、工作空间进行了仿真,不仅证明了运动学正、逆解的正确性,还得出了机器人的工作空间。此方法避免了大量的矩阵求逆运算,简化了计算的表达式,便于控制系统进行实时控制,也为后续的动力学分析、工作空间优化、轨迹控制及结构设计优化奠定了基础。 展开更多
关键词 喷涂机器人 运动学模型 工作空间 robotICS TOOLBOX 仿真
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基于试验与仿真联合分析的喷涂机器人轨迹精度可靠性研究 被引量:15
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作者 潘敬锋 訾斌 +3 位作者 王正雨 王道明 郑磊 游玮 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第19期210-220,共11页
采用链驱动的喷涂机器人易于实现本体的轻量化、末端高灵活度与正压防爆系统设计,从而满足家具、钢结构等一般涂装行业对喷涂机器人工作空间与腕部灵活度的要求,深入分析链驱动机器人的运动可靠性对喷涂质量和效率的提高具有重要意义。... 采用链驱动的喷涂机器人易于实现本体的轻量化、末端高灵活度与正压防爆系统设计,从而满足家具、钢结构等一般涂装行业对喷涂机器人工作空间与腕部灵活度的要求,深入分析链驱动机器人的运动可靠性对喷涂质量和效率的提高具有重要意义。针对链驱动喷涂机器人的运动可靠性问题,采用一种基于试验与仿真联合分析的机器人末端轨迹精度可靠性分析方法。以旋量法为基础建立了喷涂机器人本体和喷枪的运动学模型,从工业机器人的操作臂性能和运动规律的角度出发,研究了喷涂机器人运动精度的影响因素。分析了链驱动喷涂机器人的优缺点和末端轨迹精度的影响状况,并结合机器人本体的运动学参数,建立了基于随机变量的喷涂机器人运动误差模型。通过试验结果的分析来确定影响喷涂机器人运动误差的随机变量的分布特征,从而对机器人末端轨迹精度的运动可靠性进行更加精确的仿真分析。最后,通过喷涂机器人工作平台对末端轨迹精度的运动误差进行试验验证并与传统的仿真分析方法进行对比,结果显示该分析方法更准确。研究成果为进一步分析喷涂机器人的机构优化、轨迹规划和漆膜质量提供试验基础和理论依据。 展开更多
关键词 喷涂机器人 链驱动 轨迹精度 随机变量 运动可靠性
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面向大曲率组合曲面的喷涂机器人喷枪轨迹组合与连接问题研究 被引量:13
4
作者 张鹏 龚俊 +4 位作者 宁会峰 李玉洋 魏丽娜 ZENG Yong LIU Yaju 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期217-222,共6页
针对喷涂机器人在大曲率组合曲面的面片上喷枪轨迹间的组合与连接问题,结合曲面拟合理论与喷枪建模方法,建立喷枪轨迹优化模型,提出一种满足大曲率组合曲面上喷枪轨迹首尾衔接的算法程序。首先,基于曲面拟合理论将大曲率组合曲面转换为... 针对喷涂机器人在大曲率组合曲面的面片上喷枪轨迹间的组合与连接问题,结合曲面拟合理论与喷枪建模方法,建立喷枪轨迹优化模型,提出一种满足大曲率组合曲面上喷枪轨迹首尾衔接的算法程序。首先,基于曲面拟合理论将大曲率组合曲面转换为自然二次曲面面片组合,建立涂层增长模型,对组合曲面上不同类型自然二次曲面面片交界处的喷枪轨迹进行优化;其次,基于该模型运用交换子和交换序列的思想,设计出实现喷涂大曲率组合曲面的喷枪轨迹组合与连接的新算法,并编写相应的算法程序,实现喷涂轨迹的全局优化;最后,通过某一种汽车外壳的喷涂实验,验证了模型的有效性和算法程序的可行性,实现了对大曲率组合曲面的连续性喷涂。 展开更多
关键词 大曲率曲面 轨迹优化 轨迹连接 喷涂机器人
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6R喷漆机器人的运动学分析与仿真 被引量:12
5
作者 李志辉 廖小平 +1 位作者 林义忠 夏薇 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第4期176-178,共3页
用Robotics Toolbox对机器人进行仿真建模,编写出机器人末端运动轨迹的可视化程序,完成了喷漆机器人的实时轨迹绘制,直观的了解机器人的工作空间。应用机器人工具箱编写Matlab仿真程序,验证运动学正逆解的正确性,为后续的动力学分析、... 用Robotics Toolbox对机器人进行仿真建模,编写出机器人末端运动轨迹的可视化程序,完成了喷漆机器人的实时轨迹绘制,直观的了解机器人的工作空间。应用机器人工具箱编写Matlab仿真程序,验证运动学正逆解的正确性,为后续的动力学分析、轨迹控制尊定了基础。 展开更多
关键词 喷漆机器人 仿真 MATLAB 运动学 robotICS TOOLBOX
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基于云计算的喷涂机器人远程监控诊断系统的研究 被引量:12
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作者 潘力 高伟强 +1 位作者 刘建群 张淦 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第12期52-56,共5页
为解决设备制造商有限的技术服务或维护保障有限资源与满足用户设备健康状况维护需求的矛盾,提出了一种基于云计算喷涂机器人的远程监控以及诊断系统,介绍了系统的设计架构,通过将公有服务进行封装,企业根据应用需求,调用各服务接口,可... 为解决设备制造商有限的技术服务或维护保障有限资源与满足用户设备健康状况维护需求的矛盾,提出了一种基于云计算喷涂机器人的远程监控以及诊断系统,介绍了系统的设计架构,通过将公有服务进行封装,企业根据应用需求,调用各服务接口,可以为企业进行个性化定制服务。优质定制服务将转为公有服务,从而扩展服务商的服务体系。同时,将隐马尔科夫模型与神经网络有机结合,开发了基于云计算的机械故障远程诊断系统,并通过减速机模拟机械故障环境搭建了远程故障诊断实验平台,开展基于云计算的远程机械故障数据诊断实验。实验结果表明,该系统能成功匹配到不同故障类型,成功率高达90%以上。 展开更多
关键词 远程监控 云计算 喷涂机器人
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基于TOF相机的喷涂工件在线三维重建 被引量:11
7
作者 雷禧生 肖昌炎 蒋仕龙 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期1991-1998,共8页
喷涂生产线轨迹规划和喷涂机器人自编程技术大都以工件的在线三维测量为基础。近年来TOF相机作为一种高性价比的3D成像设备,被应用于工件测量。针对TOF相机成像视场有限、单次成像只能获取局部轮廓深度信息等问题,提出一种基于工件在位... 喷涂生产线轨迹规划和喷涂机器人自编程技术大都以工件的在线三维测量为基础。近年来TOF相机作为一种高性价比的3D成像设备,被应用于工件测量。针对TOF相机成像视场有限、单次成像只能获取局部轮廓深度信息等问题,提出一种基于工件在位旋转和图形处理器(GPU)加速的TOF点云视频流三维重建算法。该方法在有向距离函数(SDF)点云融合基础上,采用空间散列表存储管理海量点云数据,同时引入快速视觉里程(FOVIS)算法用于姿态估计,以提高喷涂工件在位三维重建算法的效率和鲁棒性。喷涂生产线仿真平台实验表明,在线重建过程中平均帧数可达58 f/s,失败率≤2%,显存占用率25%,为随后的三维测量和喷涂轨迹规划提供完整的点云数据。 展开更多
关键词 喷涂机器人 TOF相机 三维重建 图形处理器
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基于离散灰狼算法的喷涂机器人路径规划方法 被引量:11
8
作者 梅伟 赵云涛 +1 位作者 毛雪松 李维刚 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第11期3379-3384,共6页
针对目前用于复杂结构实体喷涂的机器人路径规划方法存在的效率低、未考虑碰撞以及适用性差等问题,提出一种用于求解多层决策问题的离散灰狼算法,并把该算法用于该路径规划问题的求解。为了将连续域灰狼算法改为用于求解多层决策问题的... 针对目前用于复杂结构实体喷涂的机器人路径规划方法存在的效率低、未考虑碰撞以及适用性差等问题,提出一种用于求解多层决策问题的离散灰狼算法,并把该算法用于该路径规划问题的求解。为了将连续域灰狼算法改为用于求解多层决策问题的离散灰狼算法,采用矩阵编码方法解决多层决策问题的编码问题,提出基于先验知识与随机选择的混合初始化方法提高算法求解效率和精度,运用交叉算子与两级变异算子定义离散域灰狼算法的种群更新策略。另外,运用图论将喷涂机器人路径规划问题简化为广义旅行商问题,并建立了该问题的最短路径模型和路径碰撞模型。在路径规划实验中,相较于粒子群算法、遗传算法和蚁群算法,提出的算法规划的平均路径长度分别减小了5.0%、5.5%和6.6%,碰撞次数降低为0,且路径更平滑。实验结果表明,提出的算法能够有效提高喷涂机器人的喷涂效率,以及喷涂路径的安全性和适用性。 展开更多
关键词 喷涂机器人 路径规划 广义旅行商问题 多层决策 灰狼算法
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航空制造涂装机器人研究进展 被引量:9
9
作者 赵景山 罗宏图 +1 位作者 王立平 郭立杰 《航空制造技术》 2018年第4期47-54,共8页
航空大型零部件的自动化涂装集机械、电子、控制、传感器及软硬件系统等技术为一体,是实现航空大型零部件自动化喷涂的关键制造工艺,也是我国争夺国际大飞机市场急需攻克的核心技术之一。总结了涂装机器人的研究现状,介绍了涂装机器人... 航空大型零部件的自动化涂装集机械、电子、控制、传感器及软硬件系统等技术为一体,是实现航空大型零部件自动化喷涂的关键制造工艺,也是我国争夺国际大飞机市场急需攻克的核心技术之一。总结了涂装机器人的研究现状,介绍了涂装机器人的最新进展,归纳了行业发展中面临的主要问题,探讨了未来机器人的发展趋势。 展开更多
关键词 涂装机器人 自动化喷涂 控制 人工智能 物联网
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油罐喷涂机器人的设计及振动分析 被引量:8
10
作者 张洪 陈磊 丁诗泳 《机械传动》 CSCD 北大核心 2017年第3期182-186,196,共6页
根据现有油罐喷涂机器人存在的喷涂效率低、不能适应各尺寸的油罐、不能满足喷砂、喷漆都能使用的要求等问题,并且结合应用现场的实际需要,设计了模块化油罐智能喷涂机器人。对该机器人总体结构与关键部件进行了描述,设计的机器人能够... 根据现有油罐喷涂机器人存在的喷涂效率低、不能适应各尺寸的油罐、不能满足喷砂、喷漆都能使用的要求等问题,并且结合应用现场的实际需要,设计了模块化油罐智能喷涂机器人。对该机器人总体结构与关键部件进行了描述,设计的机器人能够通过机器视觉检测、智能判断,实现自动升降、回转、喷涂小车的运动、喷枪的调节、视觉反馈等功能,同时能通过调整吊臂及固定立柱模块,适应各尺寸的油罐;既能用于喷砂也能进行喷漆。并针对机器人的关键结构吊臂与固定立柱,进行了建数学建模和振动分析,结果表明在工作过程中关键结构不会产生共振。 展开更多
关键词 油罐喷涂 喷涂机器人 机械结构 振动分析
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农业喷雾机器人的机械结构创新设计 被引量:7
11
作者 李猛 孙维连 +2 位作者 赵树朋 张世芳 白庆华 《农机化研究》 北大核心 2008年第1期102-105,共4页
农业机器人是21世纪农业机械的发展趋势之一。为此,讨论了农业机器人的技术特点和基本特征,重点论述了一款可以自主行走且能避障的农业喷雾机器人机械结构创新设计。其主要包括载体移动系统和车载喷雾系统的创新设计,给出了具体的设计... 农业机器人是21世纪农业机械的发展趋势之一。为此,讨论了农业机器人的技术特点和基本特征,重点论述了一款可以自主行走且能避障的农业喷雾机器人机械结构创新设计。其主要包括载体移动系统和车载喷雾系统的创新设计,给出了具体的设计方案和部分结构图以及参数。该农业喷雾机器人一方面提高了农业喷雾作业的效率,实现作业的自动化;另一方面降低了作业对操作者的健康影响。 展开更多
关键词 自动控制技术 农业机器人 设计 喷雾机器人 创新设计 机械结构设计
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6R喷涂机器人操作臂末端刚度的分析 被引量:8
12
作者 林义忠 廖小平 曾剑 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期234-240,共7页
针对一个6R喷涂机器人的传动系统,分析了系统中交流伺服电机、谐波减速器、同步带等零部件的刚度,并把传动链简化为由若干弹性元件串联组成的系统来计算各关节转轴的关节刚度,从而计算出手臂终端刚度矩阵,并分析各传动部件对末端刚度的... 针对一个6R喷涂机器人的传动系统,分析了系统中交流伺服电机、谐波减速器、同步带等零部件的刚度,并把传动链简化为由若干弹性元件串联组成的系统来计算各关节转轴的关节刚度,从而计算出手臂终端刚度矩阵,并分析各传动部件对末端刚度的影响,通过增加传动系统中关键零部件的刚度来提高手臂的刚度,从而提高机器人的整体刚度和手臂末端点的定位精度,所采用的串联系统刚度矩阵方法在机器人结构的刚度设计中具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 喷涂机器人 传动系统 末端刚度
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基于改进ORB-SLAM2的果园喷药机器人定位与稠密建图算法 被引量:4
13
作者 丛佩超 崔利营 +3 位作者 万现全 李佳星 刘俊杰 张欣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期45-55,共11页
针对果园喷药机器人视觉导航过程中定位精度低、地图构建效果差等问题,本文提出一种新的视觉定位与稠密建图算法。该算法基于ORB-SLAM2算法架构,首先,通过优化FAST角点、描述子阈值,并采取图像金字塔法与高斯滤波算法,剔除劣质ORB特征点... 针对果园喷药机器人视觉导航过程中定位精度低、地图构建效果差等问题,本文提出一种新的视觉定位与稠密建图算法。该算法基于ORB-SLAM2算法架构,首先,通过优化FAST角点、描述子阈值,并采取图像金字塔法与高斯滤波算法,剔除劣质ORB特征点,以提升图像关键帧质量和特征匹配精度。其次,引入稠密建图线程,利用点云恢复算法、统计滤波方法形成点云队列,采取点云拼接技术与体素滤波算法输出稠密点云地图,并在ORB-SLAM2算法的ROS节点中增加关键帧输出接口与位姿发布话题,通过NeedNewKeyFrame函数选取ORB-SLAM2算法所生成的关键帧,减少系统计算量。最终,由RGB-D相机实现果园喷药机器人的精准定位与稠密建图。为验证本文算法的有效性与实用性,进行TUM数据集仿真分析与真实场景测试,结果表明:相较ORB-SLAM2算法,本文算法的绝对轨迹平均误差降低44.01%、相对轨迹平均误差降低7.93%,ORB特征点匹配数量平均提升19.03%,定位精度与运行轨迹效果均有显著提升,此外,还能获取较高精度的果园喷药机器人工作场景信息。本文算法可为果园喷药机器人的自主导航提供理论基础。 展开更多
关键词 果园 喷药机器人 ORB-SLAM2 高斯滤波 精准定位 稠密建图
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小型岩孔喷浆机器人设计及其性能分析
14
作者 张忠林 李伟生 +4 位作者 韩瑞琦 李立全 张浩飞 刘强 刘锐 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1599-1606,共8页
为实现喷浆作业质量均匀稳定,本文针对岩孔喷浆过程中参数的影响及其控制进行研究,采用涂层建模、理论参数计算与实验验证方法,得到了喷枪参数、进给推进速度是关键影响因素结论。建立了涂层质量与喷枪参数模型和喷涂进给速度匹配方程,... 为实现喷浆作业质量均匀稳定,本文针对岩孔喷浆过程中参数的影响及其控制进行研究,采用涂层建模、理论参数计算与实验验证方法,得到了喷枪参数、进给推进速度是关键影响因素结论。建立了涂层质量与喷枪参数模型和喷涂进给速度匹配方程,应用于实际喷浆机器人的设计和控制系统中。研制了小型喷浆机器人,完成了喷浆机器人的喷涂实验。实验表明:小型岩孔喷浆机器人可实现对模拟实验隧洞道的喷浆支护作业,本文设计的小型岩孔喷浆机器人能够满足使用要求。 展开更多
关键词 喷浆机器人 喷枪参数 喷涂质量 控制系统 喷浆支护 涂层建模 喷涂实验 隧道模拟系统
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智能化矿用喷浆机器人研究及应用
15
作者 贾建龙 王志鹏 +5 位作者 赵耀斌 刘飞 贾明超 高子龙 呼雨 陈利剑 《中国煤炭》 北大核心 2024年第7期91-96,共6页
针对现有井下传统人工喷浆存在的作业效率低、劳动强度大等问题,研究出一种智能化矿用喷浆机器人,结合巷道喷浆工艺,提出了一体化自主喷浆作业工艺完成上料、搅拌、远距离泵送及喷浆的全自动流程化作业;介绍了智能化矿用喷浆机器人的系... 针对现有井下传统人工喷浆存在的作业效率低、劳动强度大等问题,研究出一种智能化矿用喷浆机器人,结合巷道喷浆工艺,提出了一体化自主喷浆作业工艺完成上料、搅拌、远距离泵送及喷浆的全自动流程化作业;介绍了智能化矿用喷浆机器人的系统组成,采用模块化设计方法,基于拖缆式供电、全液压驱动、多传感器布局等实现机器人样机研制;重点阐述了喷浆机械臂壁面感知与路径规划技术,实现对喷浆机械臂更加高效、稳定的喷浆作业;现场应用表明,采用智能化矿用喷浆机器人一次喷浆作业需1~2人参与,作业效率为18 min/m,对比人工作业,喷浆效率提升2倍,且喷浆作业质量得到显著改善,实现了井下巷道高效、高质量的智能化喷浆作业。 展开更多
关键词 喷浆机器人 喷浆作业工艺 喷浆机械臂 壁面感知 路径规划
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喷涂机器人运动学与轨迹规划算法研究 被引量:7
16
作者 李芳 顾海巍 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第12期25-28,32,共5页
文章针对6自由度喷涂机器人的机构特点和作业要求进行了深入分析,进而对其运动控制算法进行了研究。首先,通过MDH法对机械臂构建了关节坐标系;其次,对喷涂机器人进行了运动学模型的建立与分析,从正逆两个方面对运动学特性进行了详细的... 文章针对6自由度喷涂机器人的机构特点和作业要求进行了深入分析,进而对其运动控制算法进行了研究。首先,通过MDH法对机械臂构建了关节坐标系;其次,对喷涂机器人进行了运动学模型的建立与分析,从正逆两个方面对运动学特性进行了详细的分析和描述;再次,对喷涂机构采用迭代法进行了逆解算法的研究与论述并分析了喷涂机器人轨迹规划的特点,给出了规划器的形式;最后,通过MATLAB仿真软件对运动学算法的有效性进行了验证,同时验证了该算法在轨迹跟踪时的精确性。 展开更多
关键词 喷涂机器人 轨迹规划 运动学模型
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基于模糊逻辑的铁路货车标识喷涂机器人视觉导航研究 被引量:1
17
作者 杨二斌 王永刚 杨翠萍 《自动化技术与应用》 2024年第4期38-42,共5页
以避免铁路货车标识喷涂过程中工作人员与车辆近距离接触为目的,设计基于模糊逻辑的铁路货车标识喷涂机器人视觉导航系统。该系统使用喷涂机器人喷漆装置上的数码相机拍摄喷涂位置边界图像,经由工业交换机连接无线传感网络,将喷涂位置... 以避免铁路货车标识喷涂过程中工作人员与车辆近距离接触为目的,设计基于模糊逻辑的铁路货车标识喷涂机器人视觉导航系统。该系统使用喷涂机器人喷漆装置上的数码相机拍摄喷涂位置边界图像,经由工业交换机连接无线传感网络,将喷涂位置边界图像传输至单片机内。用户通过人机交互层连接单片机,并调用逻辑运算层内图像预处理模块,对喷涂位置边界图像进行图像分割、自适应中值滤波处理后,得到最终喷涂位置边界线图像,依据该图像使用基于模糊逻辑控制的喷涂边界线跟踪方法,跟踪喷涂边界线位置实现喷涂机器人喷涂视觉导航。实验结果表明系统具备良好的图像预处理能力和喷涂机器人视觉导航能力,应用性极佳。 展开更多
关键词 模糊逻辑 铁路货车标识 喷涂机器人 视觉导航系统 图像预处理
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喷涂机器人工艺参数调试优化 被引量:6
18
作者 安涛 陈静 +2 位作者 梁方璞 武向军 陆玉凯 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期71-74,共4页
为快速提升车身漆膜外观质量,某主机厂量产前进行了机器人试喷试验,采用控制变量法改变机器人工艺参数,优化确认了实现有效喷幅和膜厚均一性的喷涂流量、成形空气、旋杯转速等参数;外观调试过程发现提高旋杯转速和清漆膜厚能够有效改善... 为快速提升车身漆膜外观质量,某主机厂量产前进行了机器人试喷试验,采用控制变量法改变机器人工艺参数,优化确认了实现有效喷幅和膜厚均一性的喷涂流量、成形空气、旋杯转速等参数;外观调试过程发现提高旋杯转速和清漆膜厚能够有效改善橘皮和提高鲜映性。试喷试验有效减少了后期现场调试周期,有利于更快实现快速达产和漆膜外观品质。 展开更多
关键词 喷涂机器人 参数工艺 调试
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