本書主要介紹了礦用搜救機(jī)器人的研究和設(shè)計(jì)方法。在介紹礦用搜救機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境及性能要求的基礎(chǔ)上, 系統(tǒng)介紹了礦用搜救機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu), 動(dòng)力及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng), 多參數(shù)環(huán)境感知系統(tǒng), 救援機(jī)構(gòu), 控制系統(tǒng), 通信系統(tǒng), 環(huán)境建模、定位與導(dǎo)航, 以及機(jī)器人防爆等方面的設(shè)計(jì)技術(shù)和方法。重點(diǎn)介紹了地形適應(yīng)性好, 越障能力強(qiáng)的幾種行走機(jī)構(gòu), 適合井下應(yīng)用的有線-無線相結(jié)合的機(jī)器人通訊方法, 用于機(jī)器人通訊的光纖釋放技術(shù), 用于氣體探測(cè)的升降傳感測(cè)量技術(shù), 以及基于煤礦防爆要求的機(jī)器人局部和整體防爆設(shè)計(jì)方法。書中同時(shí)介紹了礦用搜救機(jī)器人的測(cè)試方法。
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前言
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 礦用搜救機(jī)器人的作用和要求
1.3 礦用搜救機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國外礦用搜救機(jī)器人
1.3.2 國內(nèi)礦用搜救機(jī)器人
1.4 礦用搜救機(jī)器人應(yīng)用情況
1.5 礦用搜救機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)
參考文獻(xiàn)
第2章 煤礦井下環(huán)境與災(zāi)變特征
2.1 引言
2.2 井下巷道結(jié)構(gòu)特征
2.2.1 巷道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2.2 巷道斷面特征
2.2.3 巷道道床特征
2.2.4 巷道坡度特征
2.2.5 巷道水溝特征
2.2.6 巷道管纜分布特征
2.2.7 巷道內(nèi)的雜物
2.3 采煤工作面結(jié)構(gòu)特征
2.4 掘進(jìn)工作面結(jié)構(gòu)特征
2.5 井下危險(xiǎn)氣體
2.5.1 有毒有害氣體
2.5.2 爆炸性氣體
2.5.3 礦井氣體濃度限值
2.6 井下視覺特征
2.7 井下通信干擾
2.7.1 巷道結(jié)構(gòu)影響
2.7.2 巷道設(shè)施影響
2.7.3 各種電纜、水管等縱向?qū)w影響
2.7.4 各種動(dòng)力設(shè)備電磁干擾影響
2.7.5 不同頻率信號(hào)在巷道中的傳輸特性
2.8 煤礦常見災(zāi)變
2.8.1 瓦斯爆炸事故
2.8.2 頂板垮塌事故
2.8.3 礦井涌水事故
2.8.4 礦井火災(zāi)事故
2.9 礦井災(zāi)后結(jié)構(gòu)特征
參考文獻(xiàn)
第3章 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)
3.1 引言
3.2 礦用搜救機(jī)器人行走能力要求
3.3 輪式行走機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.3.1 普通輪式行走機(jī)構(gòu)簡介
3.3.2 普通輪式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.3.3 三葉輪式行走機(jī)構(gòu)簡介
3.3.4 三葉輪式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.4 履帶式行走機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.4.1 倒梯形彈簧履帶式行走機(jī)構(gòu)
3.4.2 履帶式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.4.3 W形履帶式行走機(jī)構(gòu)簡介
3.4.4 W形履帶式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.5 復(fù)合式行走機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.5.1 輪履復(fù)合行走機(jī)構(gòu)
3.5.2 擺臂式行走機(jī)構(gòu)
3.5.3 輪腿復(fù)合行走機(jī)構(gòu)
3.6 清障機(jī)構(gòu)
參考文獻(xiàn)
第4章 機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)
4.1 引言
4.2 機(jī)器人供能系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.1 動(dòng)力電源設(shè)計(jì)
4.2.2 供能系統(tǒng)測(cè)試檢驗(yàn)
4.3 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3.1 直流無刷電機(jī)研制
4.3.2 防爆輪轂電機(jī)研制
4.4 機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)匹配與優(yōu)化
4.4.1 動(dòng)力系統(tǒng)匹配問題
4.4.2 動(dòng)力系統(tǒng)多目標(biāo)粒子群優(yōu)化
參考文獻(xiàn)
第5章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
5.1 引言
5.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制硬件系統(tǒng)
5.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)器
5.3.1 運(yùn)動(dòng)控制板結(jié)構(gòu)分析
5.3.2 驅(qū)動(dòng)器控制信號(hào)選取
5.3.3 PWM信號(hào)輸出電路設(shè)計(jì)
5.3.4 轉(zhuǎn)速頻率采集電路
5.3.5 模擬信號(hào)采集電路
5.3.6 運(yùn)動(dòng)控制板的EMC設(shè)計(jì)
5.4 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制軟件系統(tǒng)
5.4.1 運(yùn)動(dòng)控制軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.4.2 運(yùn)動(dòng)控制程序流程
5.4.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速的PID閉環(huán)控制
5.5 機(jī)器人多驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)控制方法
5.5.1 基于電流的驅(qū)動(dòng)模式自主切換理論
5.5.2 自主切換理論仿真與臺(tái)架試驗(yàn)
5.6 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)性能測(cè)試
5.6.1 電機(jī)抗負(fù)載變化性能試驗(yàn)
5.6.2 機(jī)器人直線行走穩(wěn)定性試驗(yàn)
5.6.3 自適應(yīng)控制技術(shù)的野外試驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
第6章 機(jī)器人井下通信
6.1 引言
6.2 礦用搜救機(jī)器人現(xiàn)有通信方式
6.2.1 井下通信特點(diǎn)與通信系統(tǒng)性能需求
6.2.2 井下機(jī)器人有線通信
6.2.3 井下機(jī)器人無線通信
……
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