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多节链式移动机器人单元模块研究与设计

机器人 2018年第6期40卷 887-893,902页

作者：陶广宏房立金徐鑫霖贺长林东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学机器人科学与工程学院辽宁沈阳110819

为满足多节链式输电线巡检机器人质量轻、驱动元件少的应用需求,利用柔索驱动质量轻的特点,提出一种新型单电机柔索驱动的单元模块,并给出其支撑端切换方法.然后,设计机器人单元模块具体结构及原理样机,并建立单元机构运动模型.通过单... 详细信息

为满足多节链式输电线巡检机器人质量轻、驱动元件少的应用需求,利用柔索驱动质量轻的特点,提出一种新型单电机柔索驱动的单元模块,并给出其支撑端切换方法.然后,设计机器人单元模块具体结构及原理样机,并建立单元机构运动模型.通过单元俯仰运动实验及支撑端切换实验,得出单元俯仰角度与仿真结果一致,且支撑端切换过程平稳.实验结果表明单电机柔索驱动方案能减少驱动电机数量、实现支撑端切换、满足机器人的越障需求.

关键词：柔索驱动巡检机器人平行四边形机构多节链式

串联多臂式巡检机器人控制策略及轨迹规划方法

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第5期40卷 734-739页

作者：房立金贺长林祝帅陶广宏东北大学机器人科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

以一款三臂式巡检机器人为例,对其进行分层规划控制策略分析,将其分为线路信息库层、动作规划层和执行规划层.线路信息库层根据高压输电线路上的已知信息所得,其中包括障碍物种类、位置、数量等信息.规划层和执行规划层根据有限状态机... 详细信息

以一款三臂式巡检机器人为例,对其进行分层规划控制策略分析,将其分为线路信息库层、动作规划层和执行规划层.线路信息库层根据高压输电线路上的已知信息所得,其中包括障碍物种类、位置、数量等信息.规划层和执行规划层根据有限状态机理论总结为当输入事件为a(第二层动作规划层)时,在f(第三层执行层)的作用下,将状态q(机器人起始状态)映射到状态p(机器人终止状态).最后对该款机器人的轨迹规划进行了Matlab仿真和样机实验,结果验证了该控制策略及轨迹规划方法有效性.

关键词：巡检机器人越障分层规划有限状态机轨迹规划

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新型四臂巡检机器人结构设计及转向越障研究

东北大学学报（自然科学版） 2019年第6期40卷 825-830页

作者：房立金祝帅贺长林许继谦东北大学机器人科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对巡检机器人工作任务的需求和高压输电线路障碍物的特点,提出一种由三轴复合转动关节和双轴复合转动关节串联三个杆件组成的新型四臂巡检机器人,机器人可以通过各个关节之间的配合来实现转向越障中的重力平衡.分析了机器人转向越障... 详细信息

针对巡检机器人工作任务的需求和高压输电线路障碍物的特点,提出一种由三轴复合转动关节和双轴复合转动关节串联三个杆件组成的新型四臂巡检机器人,机器人可以通过各个关节之间的配合来实现转向越障中的重力平衡.分析了机器人转向越障的重力平衡条件和转向越障的步态,并利用Adams仿真软件对转向越障整体过程进行仿真分析,最后进行了样机的实验.通过对仿真结果和样机实验的分析表明,该巡检机器人具有转向越障的能力,并能够在转向越障中保证重力平衡.

关键词：巡检机器人转向越障重力平衡仿真实验

基于双目立体视觉和侧向路径的AGV导航技术研究

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基于双目立体视觉和侧向路径的AGV导航技术研究

作者：贺长林西安理工大学

学位级别：硕士

移动机器人的导航技术是决定其智能水平的关键技术。视觉导航以其具有信息量大等优点成为移动机器人智能导航的研究热点。本文以XAUT.AGV100为研究对象,为了提高其智能水平,对其采用视觉导航方式。论文阐述了双目立体视觉定位原理,对其... 详细信息

移动机器人的导航技术是决定其智能水平的关键技术。视觉导航以其具有信息量大等优点成为移动机器人智能导航的研究热点。本文以XAUT.AGV100为研究对象,为了提高其智能水平,对其采用视觉导航方式。论文阐述了双目立体视觉定位原理,对其所涉及的图像获取、摄像机标定、特征提取等进行了分析研究,目的是使视觉导航式AGV在运动过程中通过对所设定路径标识的检测实现其自身位姿信息的估计,最终完成对设定路径的跟踪。本论文主要的研究内容有:1.根据AGV的发展现状,分析了AGV常用的导航方式。针对本文采用的视觉导航技术,分析了立体视觉模型及信息获取原理,在此基础上,确定了摄像机在AGV上的安装方式和位置,并建立了本文所用视觉导航系统的视觉模型。2.为建立二维图像信息与三维空间信息间的对应关系,通过对现有摄像机标定方法的基本原理和特点的分析比较,选用两步标定方法完成了AGV视觉导航系统的标定。3.分析了双目视觉匹配技术。针对AGV的工作环境及其运动特性,为使其跟踪设定路径,设计了两种路径标识模板即特征匹配模板,提出了基于图像灰度特征识别的匹配特征提取算法。为验证所设计的特征匹配模板的合理性和特征提取方法的可靠性,在高精度激光加工机上进行了定位试验:采用双目视觉导航系统实现了对两种不同特征匹配模板的准确识别,并采用视差测距原理完成了目标点的三维信息恢复即定位。试验结果表明,所设计的模板合理,特征提取方法简单、可靠、准确。从另一方面也证明了将所设计的模板用作视觉导航式AGV的路径标识,采用所提出的特征提取方法可以使AGV快速地完成模板的定位,即自身相对路径标识的位姿估计。4.在AGV实验平台上进行了路径跟踪实验。实验结果验证了摄像机标定结果是正确的,所选路径标识简单、有效,所提出的特征提取算法能快速完成特征的提取。视觉导航式AGV可通过对设定路径标识的检测进行导航,导航精度可以满足其实际导航要求。本文通过对视觉系统的标定、定位试验及路径跟踪试验等验证了所设计模板是合理的,提出的标识识别算法是有效可行的。本文所作的研究对以后的研究工作具有一定参考价值。

关键词：自动导引车视觉导航摄像机标定立体匹配路径标识定位

多单元串联巡检机器人控制策略与控制系统设计研究

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多单元串联巡检机器人控制策略与控制系统设计研究

作者：贺长林东北大学

学位级别：硕士

随着当今社会的发展,机器人技术越来越多的应用在人们日常的工作生活中。高压输电线路巡检机器人作为一款能够代替人力在复杂环境下从事艰难工作的特种机器人也将势必得到越来越多的重视。高压输电线路巡检机器人在对高压线路自主行进... 详细信息

随着当今社会的发展,机器人技术越来越多的应用在人们日常的工作生活中。高压输电线路巡检机器人作为一款能够代替人力在复杂环境下从事艰难工作的特种机器人也将势必得到越来越多的重视。高压输电线路巡检机器人在对高压线路自主行进进行巡检工作时,必须要跨越输电线路上存在的各种各样的电力金具,这就给高压线路巡检机器人的结构设计要求,越障流程规划与控制系统设计带来了一系列的困难与问题。因此,本文以参与设计的一款多单元串联巡检机器人为载体,结合其结构特点与工作需求设计了一种适用于高压线路巡检机器人的控制策略方法与该方法对应的控制系统,并对样机进行了实验验证其有效可行。本文的主要研究内容如下:首先,对高压线路巡检机器人这种特种机器人的特定工作环境与电力金具种类进行分析,还对多单元串联巡检机器人结构进行分析并对其进行运动学分析,运用MATLAB对其建立D-H模型分析其工作空间。其次,结合有限状态机理论对机器人进行分层规划控制策略分析,将其分为线路信息库层、动作规划层和执行规划层。线路信息库层根据要检测的高压输电线路上的已知信息所得,其中包括障碍物种类、位置、数量等信息。整体动作规划层和执行规划层根据有限状态机理论总结即为当输入事件为a（第二层动作规划层）时,在f（第三层执行规划）的作用下,将状态q（机器人起始状态）映射到状态p（机器人终止状态）。还对各个关节角进行逆运动学求解以及轨迹规划工作。然后,根据机器人的本体结构与工作任务完成对控制系统设计与硬件选型并对控制系统完成了整体搭建。进一步分析了机器人与直流伺服电机传动部分的数学模型,得出关节角与电机转速的对应关系。还结合C语言运用Keil uVision5软件对机器人的运动方式进行程序化处理。最后,对机器人的轨迹规划与运动过程应用MATLAB进行了仿真。还在实验室对机器人搭建了实验平台,设计实验测量了机器人的一些参数并验证了本文的控制策略及控制系统有效可行。

关键词：多单元串联巡检机器人分层规划有限状态机越障

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关中黑猪及其与大约克猪杂交性能研究

关中黑猪及其与大约克猪杂交性能研究

作者：贺长林西北农林科技大学

学位级别：硕士

关中黑猪为陕西优良的培育品种,主要分布在陕西关中的咸阳、兴平、周至、武功、杨凌等县市。关中黑猪具有耐粗饲、抗病力强、繁殖性能好、肉质优良等特点,是生产商品瘦肉型猪的优良母本。本研究是对陕西黄河牧业有限公司大秦种猪场存栏... 详细信息

关中黑猪为陕西优良的培育品种,主要分布在陕西关中的咸阳、兴平、周至、武功、杨凌等县市。关中黑猪具有耐粗饲、抗病力强、繁殖性能好、肉质优良等特点,是生产商品瘦肉型猪的优良母本。本研究是对陕西黄河牧业有限公司大秦种猪场存栏的关中黑猪和大关二元猪(关中黑猪作为母本,大白猪作为父本杂交产生的二元猪)2、4、6月龄生长发育性能进行测定;挑选同批次出生条件相似的30kg左右关中黑猪40头,大关二元猪20头进行育肥性能测定;对6头关中黑猪和4头大关二元猪进行现场屠宰性能的测定,重点对其胴体和肉质性状方面展开了研究;肌内脂肪酸、肌内氨基酸以及肌纤维直径和分布密度进行实验室测定。测定结果表明： 1、生长发育性能：大关二元猪四月龄和六月龄体重、体长、管围、分别为：42.7kg、90.8cm、92.2cm、89.2kg、112.2cm、112.2cm,四月龄体重、胸围、六月龄胸围杂交优势率分别为：3.26%、4.71%、2.89%。四月龄体长、六月龄体重和体长杂交优势率均为负值,杂交优势率均在-0.5%左右。 2、育肥性能：试验期间大关二元猪育肥效果较为显著,平均日增重为591.60g,料重比为3.35：1;与关中黑猪相比,增长17.57%和17.61%;大关二元猪育肥期也长于关中黑猪,大关二元猪100天平均增重60.44kg,而黑猪130天平均增重63.97kg。 3、胴体品质：关中黑猪屠宰率为74.61%,瘦肉率48.96%,与大关二元猪差异均不显著(P>0.05);关中黑猪背膘厚为37.46mm,脂肪率和板油比例分别为33.96%和5.98%,均高于(P0.05);关中黑猪的熟肉率和剪切力比大关二元猪分别高(P>0.05)7.18%和7.9%,表明关中黑猪烹调损失少,肌肉更为结实。(2)关中黑猪饱和脂肪酸含量为41.44%,与大关二元猪相比,差异不显著。单不饱和脂肪酸含量显著高于大关二元猪(P0.05);鲜味氨基酸含量占氨基酸总量的比例大关二元猪略高(P>0.05),但是对肉的风味起关键作用的4种氨基酸：苏氨酸、丙氨酸、谷氨酸和赖氨酸的含量关中黑猪都明显高于大关二元猪。(4)关中黑猪肌纤维直径为53.25um,大关二元猪肌纤维直接59.78um,关中黑猪背最长肌肌纤维较大关二元猪细(P>0.05)。而且大关二元猪的肌纤维分布松散,单位面积数量少,关中黑有很好的肌纤维紧凑,形成很好的肌束。总体来说,大关二元猪生长和肥育性能明显高于关中黑猪;肉质性能较关中黑猪差点,但较好于纯种大白猪。

关键词：关中黑猪大关二元猪生长发育性能肥育性能胴体品质肉质性状

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激光熔覆工艺对镍基碳化钛熔覆层组织的影响

金属热处理 2014年第7期39卷 111-116页

作者：贺长林陈少克周中河汕头大学工学院机械电子工程系广东汕头515063 南昌欧菲光科技有限公司江西南昌330096 揭阳市顺星不锈钢实业有限公司广东揭阳515561

通过对激光熔覆镍基碳化钛熔覆层组织的微观形貌和成分分析,研究了激光功率和扫描速度对熔覆层的碳化钛和硬质相碳化物的溶解和析出后的形态的影响。结果表明,使用较低功率或较高的扫描速度时,熔覆层中出现了未熔化的碳化钛,功率较大和... 详细信息

通过对激光熔覆镍基碳化钛熔覆层组织的微观形貌和成分分析,研究了激光功率和扫描速度对熔覆层的碳化钛和硬质相碳化物的溶解和析出后的形态的影响。结果表明,使用较低功率或较高的扫描速度时,熔覆层中出现了未熔化的碳化钛,功率较大和扫描速度较低时,碳化钛全部以树枝晶的形态从液态镍中析出来。达到一定的功率时,硬质相碳化物是从液态镍中析出的二次相,且当扫描速度较快时,熔覆层还会出现成分不均。

关键词：激光熔覆镍基碳化钛组织溶解和析出

基于三轴运动模组的具有避障和等待位的运动控制方法

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机电工程技术 2023年第1期52卷 193-196页

作者：贺长林殷杰徐其航中电鹏程智能装备有限公司南京210008 邵东智能制造技术研究院有限公司湖南邵阳422213 揭阳职业技术学院机电工程系广东揭阳522051

在各种自动化设备中,先取料后,再放料,而且需要避障的应用场景非常常见。介绍了一种结构简单,效率高的控制方法,从取料点向放料点运动及从放料点向取料点运动两个方面介绍了该控制方法,对比常规的三轴运动控制,结合运动轨迹、运动速度... 详细信息

在各种自动化设备中,先取料后,再放料,而且需要避障的应用场景非常常见。介绍了一种结构简单,效率高的控制方法,从取料点向放料点运动及从放料点向取料点运动两个方面介绍了该控制方法,对比常规的三轴运动控制,结合运动轨迹、运动速度两个方面分析了该控制方法的优点。涉及基于伺服电机的三轴联动的运动控制领域,具体涉及一种具有避障功能和有等待位功能的运动控制方法。采用该技术方案,可以让三轴机械手高效地实现取料和放料的动作,实现机器人的运动轨迹平滑功能,该技术方案成本低,对安装位置要求低,实现方法简单,设计的柔性高。

关键词：三轴运动模组避障等待位功能运动轨迹控制

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基于自动化设备的后包装信息化系统设计

机械工程与自动化 2022年第6期 173-175页

作者：贺长林殷杰徐其航中电鹏程智能装备有限公司江苏南京210008 邵东智能制造技术研究院有限公司湖南邵阳422213 揭阳职业技术学院机电工程系广东揭阳522051

在传统的电表生产行业中,电表后包装生产方式不仅效率低下,而且缺乏生产过程追溯,生产数据无法采集,不能对生产过程进行有效管控,智能化和信息化程度非常低,因此对电表后包装的生产自动化、信息化需求很迫切。介绍了基于自动化设备的后... 详细信息

在传统的电表生产行业中,电表后包装生产方式不仅效率低下,而且缺乏生产过程追溯,生产数据无法采集,不能对生产过程进行有效管控,智能化和信息化程度非常低,因此对电表后包装的生产自动化、信息化需求很迫切。介绍了基于自动化设备的后包装信息化系统的设计,采用所提出的技术方案,并结合后包装线自动化设备,能大大提升生产效率,还能方便进行生产数据的追溯。

关键词：电表后包装信息化系统自动化设备