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基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统被引量：4: 1; 作者殷光淼朱国力 +1 位作者谢哲王一新《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期811-824,共14页; 为解决当前盾构换刀机器人缺乏有效监控方式的问题,设计了基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统。系统通过Unity3D仿真平台构建孪生模型,利用机器人运动学模型在实时数据驱动下映射物理实体的运动状态,实现换刀机器人可视化监控,并... 展开更多; 关键词数字孪生盾构换刀机器人 BP神经网络机器人监控系统; 在线阅读下载PDF 职称材料

TBM换刀机器人新型刀具系统设计分析: 2; 作者刘四进马浴阳 +4 位作者王华伟王军薛峰魏英杰喻星乔《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第10期2094-2102,共9页; 为解决TBM掘进过程中传统滚刀换刀周期长、安全隐患大等问题,研制一种可用于机器人更换滚刀的新型刀具系统并对其进行动力学分析。采用牛顿第二定律和集中质量参数法建立新型刀具系统的动力学微分方程,并利用Newmark数值方法进行求解,... 展开更多; 关键词 Newmark数值方法刀具系统动力学响应质量法 TBM 换刀机器人; 在线阅读下载PDF 职称材料

基于混合样条曲线的换刀机器人换刀轨迹规划研究被引量：5: 3; 作者钱文学宋帅 +1 位作者李昊王英华《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1427-1434,共8页; 为研究换刀机器人能沿特定路线平稳运动的问题,对机器人模型进行运动学分析和轨迹规划.利用旋量理论推导出机器人的运动学模型,结合蒙特卡洛法仿真得到了机器人末端工作空间的分布情况.提出一种多节点多样条曲线运动的轨迹规划方法,以... 展开更多; 关键词换刀机器人运动学轨迹规划多节点混合样条曲线; 在线阅读下载PDF 职称材料

基于时间冲击最优的TBM换刀机器人轨迹规划被引量：7: 4; 作者陶治同陶建峰 +1 位作者覃程锦刘成良《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-9,共9页; 为了提高隧道掘进机(TBM)换刀机器人的工作效率,减小换刀过程中的运动冲击,提出基于改进型粒子群优化(PSO)算法的轨迹优化方法.采用位姿分离法与关节变量最小策略,对冗余关节机器人进行运动学分析.利用所求的逆解,将目标轨迹由笛卡尔空... 展开更多; 关键词 TBM换刀机器人轨迹规划改进型粒子群优化时间冲击最优 5次NURBS曲线; 在线阅读下载PDF 职称材料

适用于狭小空间的盾构机换刀机器人设计与分析被引量：3: 5; 作者姜礼杰王一新 +2 位作者孙颜明杨航贾连辉《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3081-3092,共12页; 针对盾构法施工过程中人工换刀效率低、危险性大、成本高的问题,提出一种基于机器人作业的自动化换刀方案。首先,分析换刀机器人作业环境和功能需求,设计一种新型8自由度机器人结构,并基于静力学计算和仿真,验证机器人整体结构的强度和... 展开更多; 关键词盾构机换刀机器人机构设计建模仿真; 在线阅读下载PDF 职称材料

盾构机换刀机器人路径规划研究被引量：1: 6; 作者孙颜明杨航 +2 位作者吴乾坤李正道姜礼杰《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2023年第12期194-200,共7页; 为实现作业环境结构复杂、干涉多、视野受限工况下换刀作业的自动化,进行换刀机器人路径规划研究。首先,提出机器人换刀方案和机器人本体机构,对换刀机器人路径规划问题进行描述;其次,建立机器人数学模型、目标位姿计算方法;随后,提出... 展开更多; 关键词换刀机器人路径规划快速搜索随机树碰撞检测路径优化; 在线阅读下载PDF 职称材料

基于机器操作的TBM一体化刀具系统设计及试验研究被引量：5: 7; 作者杨冬建卓普周 +3 位作者郭正刚孟智超白亮霍军周《隧道建设（中英文）》北大核心 2020年第8期1236-1242,共7页; 为实现TBM换刀机器人对刀具系统的快速拆卸,提出一种基于机器操作的TBM一体化刀具系统。针对其应用场景及对象,提出6项性能评价指标,并进行分析。最后按照1∶4的缩尺比例对传统刀具系统及一体式刀具系统进行振动紧固性试验。试验结果显... 展开更多; 关键词 TBM 一体化刀具系统机器人换刀防松性能; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统被引量：4: 1; 作者殷光淼朱国力谢哲王一新; 机构华中科技大学机械科学与工程学院中铁工程装备集团有限公司; 出处《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期811-824,共14页; 基金国家重点研发计划资助项目(2018YFB1306703)。; 文摘为解决当前盾构换刀机器人缺乏有效监控方式的问题,设计了基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统。系统通过Unity3D仿真平台构建孪生模型,利用机器人运动学模型在实时数据驱动下映射物理实体的运动状态,实现换刀机器人可视化监控,并利用虚拟现实技术提高系统沉浸性和可交互性。同时,针对有限元仿真软件获取力学数据的方式耗时较长、难以满足监控系统实时性要求的问题,构建了基于BP神经网络的换刀机器人力学数据监测模型,可快速获取末端执行器的应力和形变数据以保证系统安全性。最后,开发了盾构机换刀机器人数字孪生监控系统原型样机,验证了所提监控系统的有效性和可行性。; 关键词数字孪生盾构换刀机器人 BP神经网络机器人监控系统; Keywords digital twin shield cutter changing robot BP neural network robot monitoring system; 分类号 TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名TBM换刀机器人新型刀具系统设计分析: 2; 作者刘四进马浴阳王华伟王军薛峰魏英杰喻星乔; 机构中铁十四局集团有限公司中国铁建水下隧道工程实验室东南大学网络空间安全学院; 出处《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第10期2094-2102,共9页; 基金第六届中国科协青托项目(2020-2022QNRC001) 中国铁建股份有限公司科研计划课题(2021-B05)。; 文摘为解决TBM掘进过程中传统滚刀换刀周期长、安全隐患大等问题,研制一种可用于机器人更换滚刀的新型刀具系统并对其进行动力学分析。采用牛顿第二定律和集中质量参数法建立新型刀具系统的动力学微分方程,并利用Newmark数值方法进行求解,分析系统各构件响应规律;设计并开展新型刀具系统缩尺样件振动试验,验证新型刀具系统在实际破岩时的动力学行为,进行基于实测载荷的系统动态响应分析。研究结果表明:1)滚刀的理论与试验垂向振动位移均值相对误差为9.99%,刀箱的理论与试验垂向振动位移均值相对误差为5.18%,验证了所建立的系统垂向动力学模型的正确性;2)实际载荷下系统振动均方根值和幅值最大值分别为0.230 mm和0.7003 mm,为预测系统在实际破岩时的动力学行为提供理论依据。; 关键词 Newmark数值方法刀具系统动力学响应质量法 TBM 换刀机器人; Keywords Newmark numerical method cutter system dynamic response mass method tunnel boring machine cutter-changing robot; 分类号 U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名基于混合样条曲线的换刀机器人换刀轨迹规划研究被引量：5: 3; 作者钱文学宋帅李昊王英华; 机构东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室; 出处《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1427-1434,共8页; 基金辽宁省自然科学基金资助计划项目(2019-KF-04-03) 国家自然科学基金资助项目(U1708255) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N170308028).; 文摘为研究换刀机器人能沿特定路线平稳运动的问题,对机器人模型进行运动学分析和轨迹规划.利用旋量理论推导出机器人的运动学模型,结合蒙特卡洛法仿真得到了机器人末端工作空间的分布情况.提出一种多节点多样条曲线运动的轨迹规划方法,以关节位移、角速度和角加速度为评价指标,分别采用3-3-3,5-5-5和4-5-5样条曲线进行了轨迹规划.样机平台试验表明,4-5-5混合多项式可以得到较平稳的加速度变化曲线,有效解决了加速度发生阶跃和突变过大的现象.以上研究为机械臂复杂换刀路径的轨迹规划提供了基础.; 关键词换刀机器人运动学轨迹规划多节点混合样条曲线; Keywords tool-changing robot kinematics trajectory planning multi-node hybrid spline curve; 分类号 TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名基于时间冲击最优的TBM换刀机器人轨迹规划被引量：7: 4; 作者陶治同陶建峰覃程锦刘成良; 机构上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室; 出处《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-9,共9页; 基金国家重点研发计划资助项目(2018YFB1306703)。; 文摘为了提高隧道掘进机(TBM)换刀机器人的工作效率,减小换刀过程中的运动冲击,提出基于改进型粒子群优化(PSO)算法的轨迹优化方法.采用位姿分离法与关节变量最小策略,对冗余关节机器人进行运动学分析.利用所求的逆解,将目标轨迹由笛卡尔空间映射到关节空间.针对每个关节使用5次NURBS曲线构造冲击连续的关节轨迹,以时间冲击最优构造目标函数,采用改进型PSO算法求解出最优时间序列,完成对轨迹的优化.通过对特定的换刀任务进行轨迹规划,得到各关节的优化轨迹.优化结果表明,提出的轨迹规划方法可以为换刀机器人各关节提供理想的轨迹,具有较强的轨迹跟踪能力.利用5次NURBS插值法与改进型PSO优化算法,可以保证轨迹的时间最短与冲击最小,提高了运行的效率与平稳性.; 关键词 TBM换刀机器人轨迹规划改进型粒子群优化时间冲击最优 5次NURBS曲线; Keywords tunnel boring machine disc cutter changing robot trajectory planning improved particle swarm optimization time jerk optimization 5th NURBS curve; 分类号 U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程] TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名适用于狭小空间的盾构机换刀机器人设计与分析被引量：3: 5; 作者姜礼杰王一新孙颜明杨航贾连辉; 机构中铁工程装备集团有限公司浙江大学机械工程学院; 出处《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3081-3092,共12页; 基金国家重点研发计划资助项目(2018YFB1306700)。; 文摘针对盾构法施工过程中人工换刀效率低、危险性大、成本高的问题,提出一种基于机器人作业的自动化换刀方案。首先,分析换刀机器人作业环境和功能需求,设计一种新型8自由度机器人结构,并基于静力学计算和仿真,验证机器人整体结构的强度和刚度满足设计要求;然后,基于D-H参数法建立机器人连杆坐标系,获得换刀机器人正运动学模型,基于位姿分离方法、迭代法和最短行程原则获得该8自由度机器人最优逆解;其次,为避免机器人换刀作业过程的冲击,采用5次多项式进行换刀机器人轨迹规划;最后,搭建换刀机器人仿真平台,并进行机器人逆运动学算法验证、工作空间计算和运动轨迹仿真。结果表明:所提逆运动学算法的误差优于10×10^(-6),精度较高,满足换刀精度要求;换刀机器人实现某一开挖直径8960 mm土压平衡盾构机87.6%的刀盘覆盖率和82.1%滚刀的更换,满足换刀范围要求;基于5次多项式轨迹规划算法,各关节运动平稳、无冲击,机器人出舱时间为70 s,作业过程未与舱体发生碰撞,验证了方案的可行性,并为换刀机器人智能控制奠定基础。; 关键词盾构机换刀机器人机构设计建模仿真; Keywords shield machine tool changing robot structural design modeling simulation; 分类号 TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名盾构机换刀机器人路径规划研究被引量：1: 6; 作者孙颜明杨航吴乾坤李正道姜礼杰; 机构中铁工程装备集团有限公司浙江大学机械工程学院; 出处《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2023年第12期194-200,共7页; 基金国家重点研发计划项目(2018YFB1306700) 安徽省科技重大专项项目(2022e03020006)。; 文摘为实现作业环境结构复杂、干涉多、视野受限工况下换刀作业的自动化,进行换刀机器人路径规划研究。首先,提出机器人换刀方案和机器人本体机构,对换刀机器人路径规划问题进行描述;其次,建立机器人数学模型、目标位姿计算方法;随后,提出基于距离判断的碰撞检测方法、目标导向约束下的随机点生成策略、冗余路径点删除策略、B样条曲线路径平滑处理策略,实现路径的优化;最后,搭建换刀机器人仿真平台,并进行仿真分析,结果验证了所提方法的有效性。; 关键词换刀机器人路径规划快速搜索随机树碰撞检测路径优化; Keywords tool changing robot path planning rapid exploration random tree collision detection path optimization; 分类号 U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]; 在线阅读下载PDF 职称材料

题名基于机器操作的TBM一体化刀具系统设计及试验研究被引量：5: 7; 作者杨冬建卓普周郭正刚孟智超白亮霍军周; 机构大连理工大学机械工程学院中铁工程装备集团有限公司中铁隧道股份有限公司; 出处《隧道建设（中英文）》北大核心 2020年第8期1236-1242,共7页; 基金国家重点研发计划(2018YFC0808205,2018YFB1306701) 国家自然科学基金(51875076) 辽宁省自然基金(2019-KF-04-05)。; 文摘为实现TBM换刀机器人对刀具系统的快速拆卸,提出一种基于机器操作的TBM一体化刀具系统。针对其应用场景及对象,提出6项性能评价指标,并进行分析。最后按照1∶4的缩尺比例对传统刀具系统及一体式刀具系统进行振动紧固性试验。试验结果显示:经过20 h加速度为3g、振动频率为30 Hz的振动试验后,传统刀具残余预紧力百分比下降幅度是一体化刀具系统的2.31倍,一体式刀具系统的防松性能优于传统刀具系统,所提出的新型一体式刀具系统能够满足TBM换刀机器人的要求。; 关键词 TBM 一体化刀具系统机器人换刀防松性能; Keywords TBM integrated cutter system cutter replacement by robots anti-loose performance; 分类号 U455.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]; 在线阅读下载PDF 职称材料

	题名	作者	出处	发文年	被引量	操作
1	基于数字孪生的盾构机换刀机器人监控系统	殷光淼朱国力谢哲王一新	《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心	2024	4	在线阅读下载PDF 职称材料
2	TBM换刀机器人新型刀具系统设计分析	刘四进马浴阳王华伟王军薛峰魏英杰喻星乔	《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心	2024	0	在线阅读下载PDF 职称材料
3	基于混合样条曲线的换刀机器人换刀轨迹规划研究	钱文学宋帅李昊王英华	《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心	2021	5	在线阅读下载PDF 职称材料
4	基于时间冲击最优的TBM换刀机器人轨迹规划	陶治同陶建峰覃程锦刘成良	《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心	2023	7	在线阅读下载PDF 职称材料
5	适用于狭小空间的盾构机换刀机器人设计与分析	姜礼杰王一新孙颜明杨航贾连辉	《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心	2023	3	在线阅读下载PDF 职称材料
6	盾构机换刀机器人路径规划研究	孙颜明杨航吴乾坤李正道姜礼杰	《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心	2023	1	在线阅读下载PDF 职称材料
7	基于机器操作的TBM一体化刀具系统设计及试验研究	杨冬建卓普周郭正刚孟智超白亮霍军周	《隧道建设（中英文）》北大核心	2020	5	在线阅读下载PDF 职称材料