一、新型无轨导全位置自主爬行式弧焊机器人（论文文献综述）
冯消冰,潘际銮,高力生,田伟,魏然,潘百蛙,陈永,陈苏云[1]（2021）在《爬行焊接机器人在球罐自动焊接中的应用》文中提出为了实现大型钢结构件的自动化焊接,尤其解决球罐三维曲面的自动化全位置焊接难题,需要设计一种可在球形表面上稳定行走的机构及适用于多种复杂工况的焊接跟踪控制系统。爬壁机器人将履带与轮式结合,解决了爬壁机构运行的灵活性与负载能力之间的矛盾,通过视觉跟踪系统自动识别焊缝位置,智能判断焊缝路径轨迹,实现机器人沿焊缝的自主运动和焊缝跟踪。无轨道、无导向的爬行机本体适应球罐的大曲率变化,可以实现在球罐表面的自由行走,满足球罐焊接高效化和智能化的自动焊接需求。
乐猛[2]（2020）在《基于激光视觉传感膜式壁焊缝自动跟踪系统研究》文中研究指明针对锅炉行业中大量存在的异性膜式壁焊缝,本文基于龙门架平台开发了一种基于单目线性结构光的5自由度焊接机器人,此机器人具有工作范围广、适应性强,特别适用于锅炉行业中的膜式壁焊接自动化作业,该焊接机器人采用单目线性结构光传感器等外置传感器,具有工作稳定、工作时间长、抗干扰能力强等特点,因此,单目线性结构光应用于实际焊接自动化作业具有重要意义。本文围绕着硬件系统的搭建、软件系统设计、膜式壁焊缝图像处理及其识别、焊缝偏差识别以及机器人轨迹规划和控制器设计等展开了相关研究。首先,介绍了机器人系统组成,硬件部分由龙门架轨道式移动平台、焊炬、弧形导轨机构、单目线性结构光传感器和机器人控制箱等组成,其中设计并加工了单目线性结构光传感器,通过连接板合理地安装在龙门架上,利用CCD相机采集激光器发射在膜式壁焊缝上的图像,为后续的焊缝图像处理做准备;软件部分由OpenCV开源库、控制系统中一些板卡自带的SDK和MFC等组成,在Window 7+Visual Studio 2013 环境下进行开发。其次,对传感器中的相机进行了标定,建立了视觉系统数学模型、设计了焊缝图像处理及其焊缝特征点提取算法,主要包括灰度级开运算、顶帽变换、连通域标记删除、灰度级频率确定激光条纹区域、形态学算子细化处理、骨架抽取算法和动态ROI焊缝特征点提取法,并建立了焊缝偏差识别数学模型,对膜式壁焊缝跟踪进行了轨迹规划,基于三次均匀B样插补面拟合法和模糊控制算法设计了膜式壁焊缝自动跟踪系统控制器。最后,对锅炉行业中膜式壁空间焊缝进行了焊接试验,将其分为平焊缝、上坡焊缝、下坡焊缝以及膜式壁正反面,并对它们进行了实验研究,最后做了焊缝跟踪精度和简单的工艺分析。实验结果表明,本文硬件部分设计合理、设计的焊缝图像处理和跟踪控制算法鲁棒性强,可靠性好,焊缝跟踪准确,焊接成形质量良好。
张宇飞[3]（2020）在《无轨道埋弧焊小车焊缝自动跟踪系统研究》文中提出本课题的研究背景为船舶甲板的焊接问题。甲板的拼接焊缝长度为几米至几十米,由于焊缝为长直焊缝且钢板较厚,通常采用轨道式埋弧焊焊机进行焊接。但是这种焊机的轨道安装和校正较为繁琐,移动较为困难,轨道的长度也无法满足各种长度焊缝的焊接需求。本课题针对上述问题设计了一种无轨道焊缝自动跟踪系统,该系统使用履带小车带动焊枪移动的方式摆脱了安装和校正轨道的过程,设备也可以在施工现场更快、更方便地移动。该系统采用高清摄像头作为视觉传感器,对采集到的图像进行图像处理并计算出焊缝偏差信息,据此向焊枪进给机构发送运动指令控制焊枪运动以实现在车体运动时焊枪实时纠偏的功能。研究中采用了一部已具备的,可满足研究需要的履带式小车,并对焊枪进给机构、磁性履带机构、焊枪夹持机构等进行了机械设计,对车体进行了强度校核。并在此基础上,设计了一套基于CTSC-200 PLC的控制系统,安装在车体内部。在软件方面,本课题设计了一个基于OpenCV计算机视觉库的焊缝图像处理程序。焊缝边缘是焊接图像识别中的重要特征,在试验后总结出了一套完整的图像处理流程找出图像中的焊缝边缘信息,识别程序通过Python语言实现。该程序计算效率高、适用性强,可以满足机器视觉引导系统中的要求。交互界面及运动控制程序通过Visual Basic 6.0编写,程序提供了焊接小车及焊枪进给机构的手/自动控制功能,能够根据图像处理程序给出的焊缝偏差信息自动控制小车及焊枪运动,实现焊缝自动跟踪功能。运行测试表明:无轨道埋弧焊小车焊缝自动跟踪系统可以可靠、高效的识别焊缝,并控制焊枪进行实时纠偏,实现了对长直焊缝的自动跟踪,免去了人工干预过程。图像处理程序能够在多种光线环境下识别出焊缝特征,运动控制算法能够满足焊接精度要求,达到了预期的目标,其中的软件算法在相关领域中也具有一定借鉴意义。
周依霖[4]（2019）在《轮腿复合爬壁焊接机器人研制与动力学特性研究》文中提出实现大型钢结构件的现场焊接自动化是缩短焊接制造周期,降低焊接制造成本,改善焊接制造质量的关键。爬壁机器人能够携带作业工具在多种形式的壁面上实现移动作业,在作业灵活性和柔性等方面具有很大的优势,将爬壁机器人技术与自动焊接技术相结合,成为解决大型钢结构件的现场自动化焊接难题的有效途径。本文在总结和分析国内外爬壁机器人技术的基础上,针对大型钢结构件的现场焊接环境特点和实际焊接作业需求,研制了一种永磁吸附轮腿复合爬壁焊接机器人,并对机器人的移动吸附原理、理论设计与优化、运动学和动力学建模分析等相关理论和技术进行了深入研究。针对爬壁焊接机器人设计中面临的平稳移动与环境适应、可靠吸附与灵活运动的矛盾问题,结合腿足式移动机构复杂环境的适应性、轮式移动机构连续平稳的移动性以及非接触式永磁吸附系统吸附力的可控性特点,提出了非接触式永磁吸附系统与轮腿复合移动机构相结合的爬壁机器人构型方案。为了实现机器人对焊枪位置和姿态的灵活、精确控制,提出了包含2个移动关节和2个转动关节的焊接执行机构构型方案。基于上述构型方案,设计了包括摆动轮腿机构、升降轮腿机构、柔性车架和焊接执行机构在内的爬壁焊接机器人本体结构。为了验证机器人结构设计的合理性,分别对机器人的附着能力、移动能力和环境适应能力进行了分析。永磁吸附系统的性能直接关系到爬壁焊接机器人的附着稳定性、壁面适应性和运动灵活性。通过对机器人在越障和壁面过渡两种运动形式下的稳定附着条件进行分析,得到了维持机器人稳定附着永磁吸附系统所需满足的最小吸附力要求,确定了永磁吸附单元的吸附力设计值。通过对磁性材料和磁路结构型式的分析与比较,设计了永磁吸附单元的磁路结构。结合有限元方法,对永磁吸附单元在平直壁面和凹凸柱面吸附时的吸附性能分别进行了分析,并对吸附单元的结构参数进行了优化。针对机器人可能存在的摆腿失稳问题,结合永磁吸附单元的吸附力调节特性,对吸附单元的安装参数进行了优化。基于内平衡吸附原理,设计了一种内平衡弹簧机构,利用非线性弹簧的弹力平衡中部永磁吸附单元的吸附力,解决了因吸附力过大而造成的丝杆机构驱动困难的问题。运动学和动力学的建模分析是实现爬壁焊接机器人运动控制的基础。针对机器人结构的复杂性和特殊性,将机器人本体划分为焊接执行机构和轮腿复合移动机构两个部分。采用Denavit-Hartenberg方法,建立了焊接执行机构的运动学模型,推导了执行机构的运动学正逆解。采用Sheth-Uicker方法,并通过引入瞬时重合坐标系,分析了轮腿复合移动机构与轮腿机构关节及驱动轮之间的运动关系,建立了移动机构的通用运动学模型,推导了移动机构的运动学未知参数解和逆运动学执行方程。在此基础上,通过速度矢量方法,建立了机器人整体运动学模型。针对机器人越障和壁面过渡轮腿复合运动,基于运动学模型推导出运动约束方程,利用Routh方程建立了机器人的动力学模型,分析了机器人腿部关节和驱动轮之间的驱动力矩关系。针对机器人轮式滑动转向运动,分析了机器人任意姿态下驱动轮支持力的分布;基于车辆动力学理论中的轮胎离散模型,分析了驱动轮与壁面之间的摩擦力学特性;在此基础上,利用Newton-Euler方程建立了机器人瞬态和稳态转向动力学模型,分析了不同壁面倾角下机器人转向运动过程中运动学、动力学参数的变化规律,以及机器人结构参数对转向动力特性的影响。最后,采用分级和模块化思想,设计了由上位机监控系统和下位机主控系统构成的机器人控制系统。研制了爬壁焊接机器人样机,并对其进行了实验研究,包括壁面附着、壁面转向、壁面适应和壁面越障实验。实验结果表明,机器人具有良好的附着能力、移动能力和环境适应能力,证明了本文在机器人设计和理论分析方面的正确性与合理性。
张林贝子[5]（2019）在《一种新型焊接机器人机构设计与动态性能研究》文中提出随着机械制造技术的不断进步,现代焊接工艺将逐渐走向高速化、精密化和智能化,利用机器人替代人工焊接作业已经成为制造业智能化发展的必然趋势。现有焊接机器人机构主要包括串联式和并联式两类机构。串联式焊接机器人一般将驱动元件安装于关节处,其结构和控制都相对简单,工作空间较大,但刚度和负荷能力较低;而并联焊接机器人则采用多支链结构,结构较为复杂,工作空间受限,但刚度较高,可以得到较好的焊接精度。本文结合两类焊接机器人机构特点,设计出一种新型焊接机器人机构,以二活动度的并联式杆系作为基座,以串联式开链作为焊接头,并采用滑块改变机架杆长,增加焊接机器人的工作空间,对其进行设计分析及动态性能研究,其主要内容包括:根据焊接机器人机构的设计要求确定原始胚图方案,运用胚图插点法枚举得到胚图的全部类型组合,根据图论理论选择最优化的二活动度九连杆机构作为初始胚图,并转化得到运动链图与机构简图,确定本文新型焊接机器人机构的构型方案;对焊接机器人机构进行尺度分析,定量分析杆件之间的杆长约束条件,得到焊接机器人机构的设计方案。基于螺旋理论对设计的焊接机器人机构进行自由度计算,得到其工作自由度数目。运用D-H参数法建立焊接机器人基座的连杆坐标系,通过矩阵变换求解出机构系统输出端的运动学正解和逆解;通过计算机构系统的雅克比矩阵分析其奇异位置;对机构末端点的正解方程及速度方程进行数值仿真,得到焊接机器人机构的得到机构关键点的位置曲线,速度和加速度曲线以及两种不同工况的工作空间,为工程中工况合理选择提供参考。基于运动学分析,采用拉格朗日法构建机构系统的动力学方程,并利用四阶龙格-库塔法对得到的动力学方程进行数值求解;将焊接机器人各构件视作弹性体,采用有限元法建立焊接机器人机构系统弹性动力学数学模型,并利用纽马克法对弹性动力学模型进行了解析,分析了机构系统弹性动态性能,并给出算例。建立新型焊接机器人机构虚拟样机模型,进行运动学及动力学虚拟仿真分析,并与对应数值仿真分析结果对比,验证理论分析的合理性。
祁祥松[6]（2019）在《埋弧自动焊远程调节及焊接参数采集研究》文中研究说明埋弧自动焊是大型压力容器生产中的主要焊接方法,其电弧埋在焊剂层下面进行燃烧,具有焊接生产率高、焊接质量稳定的优点。但大部分压力容器制造工厂中埋弧自动焊机焊枪位置调节工作需要人工完成,存在劳动强度高、危险性大、劳动条件差、效率低等缺点。埋弧自动焊焊接过程中电流、电压的稳定性是影响焊接质量的重要因素,焊接线能量过大造成的过热区晶粒粗大是压力容器过早产生裂纹的主要原因。本文针对自动埋弧焊机在压力容器制造的焊接过程中存在的问题,以现有埋弧焊机为基础,研究设计埋弧自动焊远程控制及焊接参数采集装置。焊枪远程调节装置由机械结构和控制系统组成。机械结构分为视觉机构、执行机构、焊接机构和控制箱。视觉机构利用工业摄像头采集焊接过程的图像信息,通过云台来调节摄像头的位姿;执行机构是两个直线丝杠滑台模组组成的十字型结构,模组的滚珠丝杠结构将步进电机转动转化为滑台直线运动;焊接机构包括焊机机头、焊接电源、送丝机构等;控制箱由箱体和各类电气元件组成,是装置运动的保障。控制系统包括焊枪位置调节控制、云台舵机控制和视频监测三个模块。视频监测模块软件显示摄像头采集的图像信息;焊枪位置调节控制模块软件发送控制指令到运动控制卡,运动控制卡发送脉冲和方向信号到驱动器,驱动器驱动步进电机运动;云台舵机控制模块软件发送控制指令到Arduino驱动板,Arduino驱动程序驱动舵机转动。机械结构与控制系统相互协作完成焊枪位置调节工作。焊接参数采集装置对焊接电流电压参数进行采集处理,具备预警功能。该装置电量变送器将电信号转换为模拟信号输入到数据采集卡,数据采集卡对模拟信号进行放大、滤波等处理并将其转化为电信号输入到上位机端,上位机软件显示和记录电压电流数据,若参数出现异常波动,软件报警提醒。利用虚拟样机技术,使用ADAMS软件对埋弧自动焊远程调节装置进行运动学仿真。得到焊枪的速度曲线和步进电机的驱动力矩曲线。制作装置样机,模拟远程调节焊枪位置运动和采集焊接电流电压参数工作,为优化装置的机械结构和软硬件设计提供基础。该埋弧自动焊远程调节装置及焊接参数采集装置解决了人工调节焊枪位置效率低、劳动环境差和人工记录焊接参数数据不准确、易遗漏的问题,减轻了工人的负担。此装置在实际生产中,可大幅提高生产效率和经济效益,具备很好的应用前景。
刘诚[7]（2018）在《龙门式焊接机器人焊缝跟踪系统研究》文中进行了进一步梳理针对造船厂中存在的大量大型结构焊接,本文基于龙门架平台开发了一种基于旋转电弧传感器的5自由度焊接机器人。此机器人具有工作范围大,特别适合对大型焊件进行焊接作业。该焊接机器人采用旋转电弧传感器探测和跟踪焊缝,旋转电弧传感器是一种实时焊缝跟踪传感器,相较于视觉传感器等外置焊缝传感器,它具有无前置误差、不受弧光和飞溅干扰等优点。因此研制一种基于旋转电弧传感龙门式焊接机器人应用于造船业等行业中,对提高我国造船业的自动化焊接水平具有重要意义。本文主要围绕着机器人硬件系统的搭建、旋转电弧传感器对角焊缝的跟踪、以及机器人轨迹规划和运动控制等相关技术进行研究。机器人硬件系统主要由龙门架移动平台、焊炬摆动机构、旋转电弧焊炬和机器人控制系统组成。本文设计了焊炬摆动机构和焊炬连接板等机构。机器人控制系统采用基于PC104总线的嵌入式控制系统,该系统具有运动控制、信号采集和处理等功能。设计和优化了相关的硬件电路,减少了电路之间的飞线,提高了系统的抗干扰性和稳定性。研究了旋转电弧传感器的基本原理,在前人的基础上设计了信号滤波器,利用最小二乘法对滤波后电流信号拟合为直线,该直线斜率代表了焊缝偏差。建立了旋转电弧焊炬高度的几何模型,通过对此模型的研究,利用最小二乘法对一个焊炬旋转周期内的前后两半周期的焊接电流分别进行拟合,得到了焊炬在存在倾角时对焊缝偏差的识别方法,即两条直线的斜率的平均值代表了偏差。此外,本文设计了模糊控制器,采用此模糊控制器控制机器人跟踪焊缝。最后,对格子形船舱中的格子形角焊缝进行了研究,将其分为直线角焊缝、90°折线角焊缝。建立了焊接机器人的运动学方程,完成了对焊炬位置姿态的描述,设定了焊件的工件坐标系和焊炬原点,完成了焊接机器人对90°折线角焊缝轨迹规划,利用旋转电弧传感器对直角点的识别,将机器人对90°折线角焊缝的焊接分为两段直线角焊缝的焊接,保证了焊接到角点处焊缝。通过实验,完成了90°折线角焊缝的焊接,验证了焊接机器人对格子形船舱焊接的可行性。
潘根[8]（2017）在《自主全位置移动爬壁越障焊接机器人控制系统研究》文中研究说明在大型非结构件设备的生产加工过程中,焊接技术作为一种不可或缺的基本工艺技术,很大程度影响了生产加工的效率和质量。焊接工作在大型设备的生产过程中占据了大量的工时和成本,其工作环境差,作业复杂。为解决大型非结构设备装配制造中的全位置焊接问题,在长距离和大范围的复杂作业平面下完成角接焊缝等复杂焊接工艺,本文研制了一套全位置移动爬壁机器人,具有平稳的爬壁和越障能力,实现机器人焊接工艺所要求的柔性姿态调整和平稳协调轨迹控制。全位置移动爬壁机器人采用带永磁吸盘的轮足式移动机构,既具有轮式机构平稳灵活运动的特点,又具备足式机构的越障性能,适用于大型非结构件上带有板筋类障碍的全位置爬壁移动和越障,采用五自由度机械臂实现焊枪的柔性姿态调整和平稳协调轨迹控制,实现对目标环境的全位置爬壁焊接。本文对上述移动焊接机器人进行了深入的研究,主要研究内容包括:首先,对课题的研究背景和研究意义进行了阐述,分别介绍了国内外焊接机器人和爬壁机器人的研究发展状况,在此基础上提出了本课题的研究方向与设计目标。其次,根据总体方案的设计,对机器人的轮足移动越障机构、永磁吸盘和五自由度机械臂进行了结构设计,并根据机器人的运动控制需求,设计了机器人的控制系统,采用CAN通讯网络对机电控制系统和传感器模块进行通信,通过以太网实现车眼视觉和上位机通信,通过图像采集卡对手眼视觉进行通信。然后,针对机器人轮组升降和永磁吸盘气隙调整采用一个电机实现两个自由度调整的欠驱动方案,本文分析了升降运动的数学模型,通过仿真验证了机器人的欠驱动运动范围。对机器人的差速转动能力进行了分析,计算了机器人的转向能力和范围,为机器人的转向控制建立模型。进一步分析了机器人的正逆运动学、正逆雅克比矩阵,并基于程序语言设计了高效的逆运动学算法,为机器人运动控制建立了理论基础。接下来,对机械臂的自由度理论进行了分析,在此基础上分别提出了采用逆解方式和旋量理论的机器人轨迹规划算法,并基于两种方法的不同特点,提出了一种改进的轨迹规划算法,有效提高了计算效率,同时保证了轨迹规划的精度。最后,介绍了机器人多线程并行任务控制软件架构,对机器人控制流程进行细化,实现了机器人上位机软件的各项功能。设计了机器人在实验环境和现场环境下的多项实验,验证了机器人移动和转向、爬壁、越障、焊接等多项关键技术指标。基于以上工作,本课题研制了一套采用轮足组合移动机构和五自由度机械臂的移动机器人样机,具备在大型非结构件上进行全位置移动焊接功能,满足课题预期的设计目标。
卢华兵[9]（2017）在《基于履带式永磁吸附的爬行焊接机器人设计》文中研究指明随着现代制造业的迅速发展,传统的焊接技术由于其人工成本高、效率低的缺点已经无法满足现代制造业企业的要求,因此,如何在保证焊接质量的同时降低工人的工作强度,提高生产效率,已经成为了越来越来的制造企业高度重视的问题。而对大型零部件及结构件的焊接一直是国内外研究人员关注的重点。本课题研究了一种基于履带式永磁吸附的爬行焊接机器人,并对爬行式焊接机器人的机构设计、控制系统、运动学和动力学等关键技术进行了研究。首先,论文阐述了爬行焊接机器人的技术发展,对其结构形式和控制方式进行了概述,通过阅读大量的文献,了解了国内外爬行机器人的研究现状和应用情况,通过总结和分析,并根据爬行焊接机器人的应用对象,提出了爬行式焊接机器人的设计要求,并设计了爬行焊接机器人的结构和控制方案。其次,本文还建立了爬行机器人运动学模型,分析了履带式爬行焊接机器人差速运动情况下的行走路径情况,得出了速度与路径的数学关系。在控制系统中,采用了基于ARM Cortex-M3核心的32位高性能微控制器STM32F103ZET6作为控制主机,并设计了人机交互界面。最后,通过焊接工艺试验对爬行焊接机器人的设计方案进行了验证,并通过分析焊接工艺试验的结果对爬行机器人提出了后期改进的设想。试验证明,该爬行焊接机器人具有很好的吸附和行走能力,且具有足够的焊枪运动调整空间,能够适应大多数焊接场合,对大型零部件的自动化焊接作业具有重要的研究意义。
王帅[10]（2016）在《直角转弯移动焊接机器人结构设计与仿真》文中指出随着制造业与信息化水平不断提高以及劳动力成本的增加,世界各国都将工业智能化机器人列为主要发展方向,智能机器人产业化发展越来越受到世界各国的高度关注。自主移动焊接机器人作为一种新型的智能化制造装备,广泛应用于大型钢结构制造现场,特别是造船业。本文针对大型船舶焊接工作中存在的格子型焊接构件,包含大量平面直角焊缝,焊接工作量大、自动化程度低、工作环境恶劣且空间狭小等特点,基于旋转电弧传感器和虚拟样机技术设计一种自动化移动焊接机器人,可提高船舶焊接自动化生产水平。首先,根据焊接机器人国内外研究现状,总结焊接机器人机构特点以及焊缝传感类型,根据旋转电弧传感器设计了一套基于二级跟踪策略的小型化移动焊接机器人运动机构,包含轮式移动平台和二维精确定位平台,并通过数学建模开展研究。其次,针对现用旋转电弧传感器振动大的缺点,运用动平衡理论分析其结构特点后,基于虚拟样机技术建立参数化模型并进行优化分析,最终应用动平衡设备对物理样机进行实验测量,完成优化设计并保证机器人在焊接工作时不受振动影响,提高了焊接质量。再次,应用机器人运动学原理,建立直角转弯移动焊接机器人的运动学模型,对其进行偏差分析。对机器人在直角转弯过程中的不同阶段进行分析并完成运动学规划,为实现高性能控制算法和控制策略提供理论依据。最后,应用ADAMS建立直角转弯移动焊接机器人虚拟样机模型,并进行仿真分析。基于仿真分析建立物理样机焊接系统,完成跟踪实验并在船体焊接现场进行实际生产焊接,结果表明移动焊接机器人各性能指标达到设计要求并满足实际生产的需要。
二、新型无轨导全位置自主爬行式弧焊机器人（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新型无轨导全位置自主爬行式弧焊机器人（论文提纲范文）
（1）爬行焊接机器人在球罐自动焊接中的应用（论文提纲范文）
| 1 无轨导全位置爬行焊接机器人 |
| 1.1 爬行机的机械结构设计 |
| 1.1.1 爬行机本体 |
| 1) 履带行走系统。 |
| 2) 永磁吸附系统。 |
| 1.1.2 爬行机负载 |
| 1) 激光跟踪系统。 |
| 2) 防风系统。 |
| 3) 焊炬摆动系统。 |
| 4) 熔池观测系统。 |
| 1.2 激光跟踪传感器的设计 |
| 1.3 焊缝跟踪算法 |
| 1.3.1 焊缝激光线轮廓的预处理 |
| 1) 焊缝激光线的感兴趣区域选取。 |
| 2) 焊缝激光线轮廓的去噪。 |
| 3) 焊缝激光线线形缺失插补处理。 |
| 1.3.2 焊缝激光线特征点——拐点的提取 |
| 1) 拐点的提取方法1——搜索点到直线两边弦的距离最大点。 |
| 2) 拐点的提取方法2——利用Hough变换求出两侧拐点位置。 |
| 3) 拐点的提取方法3——利用曲线斜率计算两侧拐点位置。 |
| 1.3.3 焊缝激光线伪特征拐点的排除， 特征点准确性判断机制 |
| 1.4 焊缝跟踪控制系统 |
| 1.5 焊炬高度控制系统 |
| 2 球罐焊接工艺 |
| 2.1 球罐基本参数 |
| 2.2 打底焊接工艺测试 |
| 3 结 论 |
（2）基于激光视觉传感膜式壁焊缝自动跟踪系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景与研究意义 |
| 1.3 焊接机器人国内外研究现状 |
| 1.3.1 焊接机器人概述 |
| 1.3.2 国外焊接机器人研究现状 |
| 1.3.3 国内焊接机器人研究现状 |
| 1.4 焊缝识别技术 |
| 1.4.1 接触式传感技术 |
| 1.4.2 非接触式传感技术 |
| 1.5 焊缝图像处理与焊缝跟踪技术 |
| 1.5.1 焊缝图像处理技术 |
| 1.5.2 焊缝跟踪技术 |
| 1.6 本课题的研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第2章 基于激光视觉传感焊缝跟踪系统硬件设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 龙门式焊接机器人系统总体组成 |
| 2.3 单目线性结构光传感器设计 |
| 2.3.1 传感器硬件选型 |
| 2.3.2 传感器性能理论验证 |
| 2.4 龙门式焊接机器人硬件部分设计 |
| 2.4.1 龙门架运动平台 |
| 2.4.2 电源模块及其外围电路设计 |
| 2.4.3 伺服电机驱动器 |
| 2.4.4 基于PC104总线控制箱搭建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 视觉标定与膜式壁焊缝特征点提取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 视觉标定 |
| 3.2.1 摄像机小孔成像模型 |
| 3.2.2 摄像机内外参模型 |
| 3.2.3 镜头畸变模型 |
| 3.2.4 基于OpenCV库摄像机标定 |
| 3.3 焊缝图像处理及其特征点提取 |
| 3.3.1 焊缝图像预处理 |
| 3.3.2 激光条纹区域确定 |
| 3.3.3 基于骨架抽取法中心线提取 |
| 3.3.4 中心线坐标处理与提取 |
| 3.3.5 动态ROI搜寻法焊缝特征点提取 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 焊缝偏差识别和焊缝跟踪控制算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 膜式壁焊缝偏差识别及其跟踪 |
| 4.2.1 焊缝偏差识别及其跟踪原理 |
| 4.2.2 焊缝高度与水平方向偏差识别 |
| 4.3 焊接机器人运动学分析及其膜式壁焊缝跟踪轨迹规划 |
| 4.3.1 机器人运动学分析 |
| 4.3.2 龙门式焊接机器人微分控制 |
| 4.3.3 龙门式焊接机器人对膜式壁焊缝轨迹规划 |
| 4.4 基于插补面的焊缝跟踪控制器设计 |
| 4.4.1 基于三次均匀B样插补面拟合法 |
| 4.4.2 焊缝跟踪算法 |
| 4.4.3 控制器设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 膜式壁焊缝跟踪焊接实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硬件系统搭建 |
| 5.3 软件系统设计 |
| 5.3.1 OpenCV机器视觉开发库 |
| 5.3.2 控制程序流程设计 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.4.1 实验前准备 |
| 5.4.2 膜式壁焊缝焊接实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）无轨道埋弧焊小车焊缝自动跟踪系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 课题的研究现状 |
| 1.2.1 无轨道焊接机器人发展现状 |
| 1.2.2 焊接图像处理技术的发展现状 |
| 1.3 课题研究与设计内容 |
| 第2章 系统组成 |
| 2.1 系统的组成原理 |
| 2.2 跟踪系统的主要硬件 |
| 2.2.1 履带车体 |
| 2.2.2 直流电机及直流电机驱动器 |
| 2.2.3 步进电机及步进电机驱动器 |
| 2.2.4 可编程控制器 |
| 2.2.5 高清摄像头 |
| 2.3 跟踪系统的开发软件组成 |
| 2.3.1 Visual Basic6.0 |
| 2.3.2 Anaconda 3 |
| 2.3.3 STEP7 Micro Win |
| 第3章 焊缝自动跟踪系统机械及电气设计 |
| 3.1 焊枪进给机构设计 |
| 3.1.1 进给机构总体结构设计 |
| 3.1.2 横向进给机构设计 |
| 3.1.3 纵向进给机构设计 |
| 3.2 其余机构的选择与装配 |
| 3.3 磁性履带方案设计 |
| 3.4 车体强度校核 |
| 3.5 机械部件总体装配 |
| 3.6 电气系统总体设计 |
| 3.6.1 设计要求 |
| 3.6.2 电气结构流程 |
| 3.7 电源分配 |
| 3.8 PLC接线 |
| 3.9 步进电机驱动器接线 |
| 3.10 直流电机驱动器接线 |
| 3.11 车体内部的组装及布线 |
| 第4章 焊缝自动跟踪系统程序设计及运行测试 |
| 4.1 程序构成 |
| 4.2 焊缝图像处理程序设计 |
| 4.2.1 环境配置 |
| 4.2.2 图像识别算法 |
| 4.2.3 图像处理界面 |
| 4.2.4 图像预处理 |
| 4.2.5 分水岭算法前景检测 |
| 4.2.6 Canny边缘提取 |
| 4.2.7 Hough直线检测 |
| 4.2.8 焊缝识别线绘制及数据输出 |
| 4.3 交互界面及运动控制程序设计 |
| 4.3.1 实现功能及交互界面设计 |
| 4.3.2 通讯程序设计 |
| 4.3.3 手动操作程序设计 |
| 4.3.4 自动操作程序设计 |
| 4.4 PLC端程序设计 |
| 4.4.1 通讯程序设计 |
| 4.4.2 运动控制程序设计 |
| 4.5 主要参数选取 |
| 4.5.1 相机标定 |
| 4.5.2 步进电机相关参数选取 |
| 4.5.3 控制算法主要参数选取 |
| 4.6 焊缝自动跟踪系统运行测试 |
| 4.6.1 系统运行步骤 |
| 4.6.2 焊缝识别测试 |
| 4.6.3 车体速度可调范围测试 |
| 4.6.4 行走直线度误差测试 |
| 4.6.5 系统整体响应时长测试及响应偏差计算 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 机械设计部分图纸 |
| 附录 B 电气原理图 |
| 附录 C 图像处理程序完整代码 |
| 附录 D 主程序完整代码 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（4）轮腿复合爬壁焊接机器人研制与动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 大型钢结构件现场自动化焊接研究现状 |
| 1.2.1 现场焊接机器人研究现状 |
| 1.2.2 现场焊接环境特点 |
| 1.3 爬壁机器人研究现状 |
| 1.3.1 爬壁机器人类型及特点 |
| 1.3.2 永磁吸附爬壁机器人 |
| 1.3.3 爬壁机器人环境适应技术 |
| 1.3.4 需解决的关键技术问题 |
| 1.4 本文主要研究内容与组织结构 |
| 第2章 轮腿复合爬壁焊接机器人机械系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人设计要求及构型研究 |
| 2.2.1 设计要求 |
| 2.2.2 构型研究 |
| 2.3 机器人本体结构设计 |
| 2.3.1 摆动轮腿机构设计 |
| 2.3.2 升降轮腿机构设计 |
| 2.3.3 柔性车架设计 |
| 2.3.4 焊接执行机构设计 |
| 2.4 机器人功能分析 |
| 2.4.1 附着能力 |
| 2.4.2 移动能力 |
| 2.4.3 非结构焊接环境的特征提取与简化 |
| 2.4.4 壁面适应能力 |
| 2.4.5 越障能力 |
| 2.4.6 壁面过渡能力 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 轮腿复合爬壁焊接机器人永磁吸附系统优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人壁面稳定附着条件分析 |
| 3.2.1 机器人质心位置分析 |
| 3.2.2 机器人越障稳定附着条件分析 |
| 3.2.3 机器人壁面过渡稳定附着条件分析 |
| 3.2.4 永磁吸附单元吸附力总体要求 |
| 3.3 永磁吸附单元磁路设计 |
| 3.3.1 永磁材料的选择 |
| 3.3.2 软磁材料的选择 |
| 3.3.3 磁路结构的选择 |
| 3.4 永磁吸附单元有限元分析及优化设计 |
| 3.4.1 永磁吸附单元结构参数优化 |
| 3.4.2 永磁吸附单元安装参数优化 |
| 3.5 内平衡弹簧机构设计 |
| 3.5.1 内平衡吸附原理 |
| 3.5.2 非线性弹簧机构设计 |
| 3.6 永磁吸附系统实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 轮腿复合爬壁焊接机器人运动学建模与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 运动学建模方法概述 |
| 4.2.1 Denavit-Hartenberg方法 |
| 4.2.2 Sheth-Uicker方法 |
| 4.3 焊接执行机构运动学建模 |
| 4.3.1 坐标系建立及坐标变换关系描述 |
| 4.3.2 执行机构正运动学 |
| 4.3.3 执行机构逆运动学 |
| 4.4 轮腿复合移动机构运动学建模 |
| 4.4.1 坐标系定义及坐标变换关系描述 |
| 4.4.2 齐次变换矩阵时序分析 |
| 4.4.3 移动机构正运动学 |
| 4.4.4 移动机构逆运动学 |
| 4.5 机器人整体运动学建模与分析 |
| 4.5.1 机器人整体运动学模型 |
| 4.5.2 机器人90°折线角焊缝焊接运动仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 轮腿复合爬壁焊接机器人动力学建模与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动力学建模方法概述 |
| 5.3 机器人越障动力学建模与分析 |
| 5.3.1 越障运动学模型 |
| 5.3.2 越障动力学模型 |
| 5.3.3 仿真分析 |
| 5.4 机器人壁面过渡动力学建模与分析 |
| 5.4.1 壁面过渡运动学模型 |
| 5.4.2 壁面过渡动力学模型 |
| 5.4.3 仿真分析 |
| 5.5 机器人轮式滑动转向动力学建模与分析 |
| 5.5.1 轮式滑动转向运动学模型 |
| 5.5.2 轮式滑动转向动力学模型 |
| 5.5.3 仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 轮腿复合爬壁焊接机器人控制系统设计及实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 机器人控制系统设计 |
| 6.2.1 控制系统总体设计 |
| 6.2.2 控制系统硬件结构 |
| 6.2.3 控制系统软件结构 |
| 6.3 机器人实验研究 |
| 6.3.1 机器人样机 |
| 6.3.2 壁面附着实验 |
| 6.3.3 壁面转向实验 |
| 6.3.4 壁面适应实验 |
| 6.3.5 壁面越障实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文完成的主要工作 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 下一步的工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 轮腿复合爬壁焊接机器人运动学建模与分析 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（5）一种新型焊接机器人机构设计与动态性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 焊接机器人的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 机器人机构运动学发展现状 |
| 1.4 机器人机构动力学发展现状 |
| 1.5 本文的研究意义 |
| 1.6 本文的主要工作内容 |
| 第二章 新型焊接机器人机构设计与综合 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机构的选型设计 |
| 2.2.1 杆件连接配类 |
| 2.2.2 胚图插点法 |
| 2.2.3 拓扑图转换 |
| 2.3 机构型综合 |
| 2.4 机构杆长约束分析 |
| 2.5 焊接机器人机构三维设计方案 |
| 2.6 焊接机器人自由度分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 新型焊接机器人机构运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 焊接机器人机构运动学方程建立 |
| 3.2.1 左支链位置正解 |
| 3.2.2 右支链位置正解 |
| 3.3 焊接机器人机构运动学方程求解 |
| 3.3.1 左支链位置逆解 |
| 3.3.2 右支链位置逆解 |
| 3.4 雅可比矩阵 |
| 3.5 奇异性分析 |
| 3.6 有效工作空间 |
| 3.7 算例 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 新型焊接机器人机构动态性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 焊接机器人机构刚体动力学研究 |
| 4.2.1 刚体动力学建模 |
| 4.2.2 刚体动力学解析 |
| 4.3 焊接机器人机构弹性动力学研究 |
| 4.3.1 焊接机器人机构弹性动力学建模 |
| 4.3.2 焊接机器人机构弹性动力学解析 |
| 4.4 算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 虚拟样机仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 焊接机器人机构运动学虚拟仿真 |
| 5.3 焊接机器人机构动力学虚拟仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 刚体位移矩阵 |
| 附录二 刚体加速度列阵 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（6）埋弧自动焊远程调节及焊接参数采集研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 焊接自动化与智能化发展现状 |
| 1.3 研究内容及论文组织结构 |
| 2 埋弧自动焊远程调节装置机械结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 埋弧自动焊概述 |
| 2.3 装置机械结构工作方案及技术要求 |
| 2.4 装置机械结构设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 埋弧自动焊远程调节装置控制系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 控制系统的设计要求 |
| 3.3 控制系统硬件设计 |
| 3.4 控制系统软件设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 焊接参数采集装置 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 焊接参数采集装置的意义及工作方案 |
| 4.3 数据采样理论 |
| 4.4 焊接参数采集装置硬件设计 |
| 4.5 焊接参数采集装置上位机软件 |
| 4.6 焊接参数采集装置抗干扰设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 运动仿真与样机调试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿真分析 |
| 5.3 样机装配调试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 舵机驱动W源代码 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（7）龙门式焊接机器人焊缝跟踪系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 焊接机器人研究现状 |
| 1.2.1 自主移动焊接机器人 |
| 1.2.2 轨道式焊接机器人 |
| 1.3 焊缝跟踪传感器 |
| 1.3.1 接触式传感器 |
| 1.3.2 非接触式传感器 |
| 1.4 焊缝跟踪传感器信号处理与焊缝跟踪控制技术 |
| 1.4.1 焊缝跟传感器信号去噪技术 |
| 1.4.2 焊缝跟踪控制技术 |
| 1.5 本课题的研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 龙门式焊接机器人硬件系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 龙门式焊接机器人机构组成 |
| 2.2.1 龙门架运动机构 |
| 2.2.2 旋转电弧传感器的改进 |
| 2.3 龙门式焊接机器人控制系统总体方案设计 |
| 2.4 机器人控制系统的具体设计 |
| 2.4.1 机器人主控制器方案 |
| 2.4.2 焊接机器人控制系统的选型 |
| 2.4.3 传感系统的设计和选型 |
| 2.4.4 PC104系统控制转接板的设计 |
| 2.4.5 电源模块的设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 旋转电弧传感器信号处理和偏差识别 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 旋转电弧传感器的基本原理 |
| 3.2.1 传感器检测焊缝原理 |
| 3.2.2 电弧高度和电流的传递函数 |
| 3.3 焊接电流信号的滤波 |
| 3.3.1 原始信号采样过程 |
| 3.3.2 原始采样电流信号的滤波 |
| 3.4 旋转电弧传感器空间姿态和焊炬高度模型 |
| 3.4.1 旋转电弧焊炬空间姿态的描述 |
| 3.4.2 旋转电弧焊炬相对于角焊缝的高度模型 |
| 3.5 旋转电弧传感器姿态识别 |
| 3.5.1 焊炬无倾角时旋转电弧传感器对偏差的识别 |
| 3.5.2 焊炬有倾角时旋转电弧传感器对偏差的识别 |
| 3.5.3 焊炬倾角识别 |
| 3.5.4 焊炬高度识别 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 龙门式焊接机器人对格子形角焊缝跟踪的轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 格子型焊缝的介绍 |
| 4.3 龙门式焊接机器人运动学分析 |
| 4.3.1 龙门式焊接机器人运动学理论基础 |
| 4.3.2 龙门式焊接机器人运动学模型 |
| 4.3.3 龙门式焊接机器人的微分运动 |
| 4.4 龙门式焊接机器人对格子形角焊缝的轨迹规划 |
| 4.4.1 对格子形焊缝焊接的整体路径规划 |
| 4.4.2 工件坐标系的建立和焊炬原点设定 |
| 4.5 90 °折线角焊缝的轨迹规划 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 控制算法及实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 龙门式焊接机器人系统搭建和控制程序设计 |
| 5.2.1 龙门式焊接机器人系统搭建 |
| 5.2.2 控制程序系统 |
| 5.3 焊接机器人纠偏控制算法 |
| 5.3.1 焊炬高度的控制算法 |
| 5.3.2 焊缝跟踪控制算法 |
| 5.4 焊缝跟踪实验 |
| 5.4.1 焊炬小倾角时对角焊缝的跟踪 |
| 5.4.2 焊炬大倾角时对角焊缝的跟踪 |
| 5.5 机器人对90°折线角焊缝跟踪控制算法 |
| 5.5.1 旋转电弧传感器焊缝直角点识别 |
| 5.5.2 焊接机器人对90°折线角焊缝的控制算法 |
| 5.6 90 °折线角焊缝焊接实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）自主全位置移动爬壁越障焊接机器人控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景和研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 焊接机器人研究现状 |
| 1.3.2 爬壁机器人研究现状 |
| 1.5 课题要求与研究内容 |
| 1.5.1 本课题研究内容 |
| 1.5.2 本文的主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 移动焊接机器人的机构与控制系统设计 |
| 2.1 焊接机器人的工作要求 |
| 2.2 机器人概念设计 |
| 2.3 机器人机构设计 |
| 2.3.1 机器人总体结构设计 |
| 2.3.2 机器人轮足组合结构设计 |
| 2.3.3 机器人磁吸附结构设计 |
| 2.3.4 机械臂结构设计 |
| 2.3.5 电机、减速器选型 |
| 2.4 永磁吸附模块优化分析 |
| 2.5 机器人控制系统设计 |
| 2.5.1 机器人控制系统结构 |
| 2.5.2 机器人机电控制系统 |
| 2.5.3 距离和障碍物传感网络 |
| 2.5.4 机器人视觉传感系统 |
| 2.5.5 机器人智能焊接系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 爬壁焊接机器人运动学建模与分析 |
| 3.1 轮组与磁隙升降机构运动学分析 |
| 3.2 移动平台运动学分析 |
| 3.2.1 移动平台直线平移运动分析 |
| 3.2.2 移动平台转向运动学分析 |
| 3.3 机械臂正运动学分析 |
| 3.4 机械臂逆运动学分析 |
| 3.5 雅克比矩阵 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 移动焊接机器人的自由度分析及轨迹规划 |
| 4.1 螺旋理论基础 |
| 4.2 机械臂自由度分析 |
| 4.3 欠关节机械臂与车身自由度补偿 |
| 4.4 基于逆解的轨迹规划 |
| 4.5 基于螺旋的轨迹规划 |
| 4.5.1 基于螺旋的运动描述 |
| 4.5.2 基于旋量的角接焊缝轨迹规划 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 移动焊接机器人软件设计及实验 |
| 5.1 多线程并行任务软件架构 |
| 5.2 机器人控制流程 |
| 5.3 机器人控制软件实现 |
| 5.4 机器人运动焊接实验 |
| 5.4.1 爬壁越障实验 |
| 5.4.2 机器人转向实验 |
| 5.4.3 移动焊接机器人智能焊接实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（9）基于履带式永磁吸附的爬行焊接机器人设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景与意义 |
| 1.3 爬行焊接机器人技术发展概述 |
| 1.3.1 机器人焊接工艺研究 |
| 1.3.2 爬行焊接机器人结构形式及控制方法 |
| 1.4 爬行焊接机器人国内外研究现状 |
| 1.4.1 国内爬行焊接机器人研究现状 |
| 1.4.2 国外爬行焊接机器人研究现状 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 2 履带式爬行焊接机器人系统总体概述 |
| 2.1 爬行焊接机器人技术要求 |
| 2.2 爬行焊接机器人总体方案设计 |
| 2.2.1 总体结构方案设计 |
| 2.2.2 控制系统方案设计 |
| 2.2.3 焊接实验工艺方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 履带式爬行焊接机器人机械结构设计 |
| 3.1 机器人行走机构设计 |
| 3.1.1 传动机构设计 |
| 3.1.2 磁吸附机构设计 |
| 3.2 多位置焊枪调节机构设计 |
| 3.2.1 直线调整机构设计 |
| 3.2.2 角度调整机构设计 |
| 3.3 爬行焊接机器人运动学与力学分析 |
| 3.3.1 行走运动分析 |
| 3.3.2 焊枪运动调整空间范围分析 |
| 3.3.3 吸附状态受力与误差分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 履带式爬行焊接机器人电气控制系统设计 |
| 4.1 电气控制系统总体设计 |
| 4.1.1 控制系统总体设计要求 |
| 4.1.2 控制系统总体方案及构成 |
| 4.2 电气控制系统硬件设计 |
| 4.2.1 下位机主控系统设计 |
| 4.2.2 通讯与操作界面硬件实现 |
| 4.3 电气控制系统软件设计 |
| 4.3.1 运动控制系统设计 |
| 4.3.2 操作界面设计 |
| 4.3.3 上位机通讯及路径控制系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 焊接实验工艺设计 |
| 5.1 焊接工艺条件及目的 |
| 5.1.1 焊接工艺条件 |
| 5.1.2 焊接试验过程 |
| 5.2 焊接实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录I 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（10）直角转弯移动焊接机器人结构设计与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究目的与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 焊接机器人研究现状 |
| 1.3 焊缝跟踪技术及相关传感器 |
| 1.4 虚拟样机技术在工业中的应用 |
| 1.5 本课题目标及研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 直角转弯移动焊接机器人结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 移动焊接机器人移动平台设计 |
| 2.2.1 移动平台选型 |
| 2.2.2 移动平台驱动功率估算 |
| 2.2.3 驱动模块设计 |
| 2.2.4 可调节吸附模块设计 |
| 2.2.5 移动焊接机器人本体建模及相关传感 |
| 2.3 二维精确定位平台设计 |
| 2.3.1 二维运动方案选型 |
| 2.3.2 水平运动机构设计 |
| 2.3.3 垂直运动机构设计 |
| 2.3.4 二维精确定位平台建模及相关传感 |
| 2.4 直角转弯移动焊接机器人整体设计及模型建立 |
| 2.4.1 主控制箱设计 |
| 2.4.2 机体保护罩及按键模块设计 |
| 2.4.3 直角转弯移动焊接机器人三维模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 旋转电弧传感器动平衡实验与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 现用旋转电弧传感器结构及存在的问题 |
| 3.3 动平衡原理 |
| 3.4 基于ADAMS的旋转电弧传感器动平衡研究 |
| 3.4.1 ADAMS参数化建模 |
| 3.4.2 ADAMS参数化分析 |
| 3.4.3 ADAMS优化设计原理 |
| 3.4.4 旋转电弧传感器仿真实验分析 |
| 3.5 旋转电弧传感器物理样机实验 |
| 3.5.1 动平衡用实验设备 |
| 3.5.2 旋转电弧传感器动平衡实验 |
| 3.6 缆线连接减振装置设计及焊接实验 |
| 3.6.1 缆线连接减振装置设计 |
| 3.6.2 旋转电弧传感器实物及焊接实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 移动焊接机器人运动学分析与直角转弯轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机器人运动学 |
| 4.2.1 机器人运动学理论基础 |
| 4.2.2 机器人D-H变换 |
| 4.3 移动焊接机器人运动学建模 |
| 4.3.1 移动焊接机器人偏差分析 |
| 4.3.2 移动焊接机器人运动学分析 |
| 4.4 移动焊接机器人直角转弯运动学规划 |
| 4.4.1 移动焊接机器人在直角转角处转弯形式 |
| 4.4.2 移动焊接机器人直角转弯分析与规划 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 直角转弯移动焊接机器人虚拟样机分析与系统建立 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于ADAMS的直角转弯移动焊接机器人仿真分析 |
| 5.2.1 直角转弯移动焊接机器人虚拟样机建立 |
| 5.2.2 直角转弯移动焊接机器人仿真分析 |
| 5.3 直角转弯移动焊接机器人系统建立 |
| 5.3.1 直角转弯移动焊接机器人原理样机 |
| 5.3.2 焊缝跟踪实验与焊接现场应用情况 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、新型无轨导全位置自主爬行式弧焊机器人（论文参考文献）
- [1]爬行焊接机器人在球罐自动焊接中的应用[J]. 冯消冰,潘际銮,高力生,田伟,魏然,潘百蛙,陈永,陈苏云. 清华大学学报(自然科学版), 2021(10)
- [2]基于激光视觉传感膜式壁焊缝自动跟踪系统研究[D]. 乐猛. 南昌大学, 2020(01)
- [3]无轨道埋弧焊小车焊缝自动跟踪系统研究[D]. 张宇飞. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [4]轮腿复合爬壁焊接机器人研制与动力学特性研究[D]. 周依霖. 南昌大学, 2019(01)
- [5]一种新型焊接机器人机构设计与动态性能研究[D]. 张林贝子. 广西大学, 2019(06)
- [6]埋弧自动焊远程调节及焊接参数采集研究[D]. 祁祥松. 山东科技大学, 2019(05)
- [7]龙门式焊接机器人焊缝跟踪系统研究[D]. 刘诚. 南昌大学, 2018(12)
- [8]自主全位置移动爬壁越障焊接机器人控制系统研究[D]. 潘根. 上海交通大学, 2017(09)
- [9]基于履带式永磁吸附的爬行焊接机器人设计[D]. 卢华兵. 华中科技大学, 2017(03)
- [10]直角转弯移动焊接机器人结构设计与仿真[D]. 王帅. 南昌大学, 2016(03)