AUST|AI

研究生

本课题面向煤矿井下矿车摘挂钩自动化作业需求，完成自动摘挂钩机器人总体方案与机械结构设计。建立机构运动学模型，可开展作业动作轨迹规划，结合机器视觉实现挂钩目标检测与空间定位。通过三维建模与运动仿真验证机构动作可行性，分析作业性能。学生完成总体方案设计、三维建模、运动学分析、仿真验证与结果分析。

本课题以煤矿井下履带式喷浆机器人为研究对象，完成整机及喷浆机械臂方案与结构设计。建立底盘与机械臂运动学模型，可开展巷道移动底盘路径规划与喷枪喷浆作业轨迹规划，满足喷射工艺约束。通过仿真验证路径避障与喷枪运动的平滑性。学生完成三维建模、运动学建模、仿真分析与性能评价。

针对井下单轨吊物料上下料作业场景，完成单轨吊搭载型上下料机械手总体方案与结构设计。建立机械手运动学模型，可结合视觉感知完成物料目标识别定位，规划机械手抓取作业轨迹。通过三维建模与运动仿真验证抓取动作可靠性。学生完成机械手结构设计、三维建模、运动仿真与方案分析。

以纵轴悬臂式掘进机器人为研究对象，完成掘进悬臂机构方案设计。建立悬臂机构运动学模型，可针对巷道成型任务设计截割头作业轨迹，优化截割运动过程，降低载荷波动。借助仿真平台完成截割运动仿真，验证机构与作业方案合理性。学生完成结构方案设计、三维建模、运动学建模、仿真分析。

面向井下狭小巷道作业场景，设计单轨吊挂式喷浆机器人总体方案与机械结构。建立整机与喷浆臂运动学模型，可利用视觉感知获取巷道轮廓信息，规划喷枪喷射作业轨迹，保证喷浆均匀性。开展三维建模与运动仿真，验证轨道约束下机械臂作业性能。学生完成结构设计、三维建模、运动仿真与方案分析。

针对井下气力输送管道外部巡检需求，完成管道巡检机器人本体结构方案设计。分析机器人管道内越障机理，可研究环境感知下的自主避障与巡检路径规划方法。建立三维模型，开展运动仿真验证越障与自主行进能力。学生完成机器人本体结构设计、三维建模、机构分析、仿真验证。

面向煤矿井下重载物料辅助搬运场景，设计井下助力机械手本体结构。开展机械手静力学、动力学分析，在满足重载承载能力前提下优化机构参数，提升作业灵活性。通过有限元与运动仿真完成结构强度校核与动态性能评估。学生完成机械手总体方案、三维建模、静动力学仿真、结构优化分析。

针对井下单轨吊物料起吊作业需求，设计单轨吊搭载自动化起吊装置。完成起吊机构总体方案与三维建模，求解机构工作空间；可引入机器视觉实现吊点目标识别与定位，规划起吊动作序列。利用运动仿真验证机构作业覆盖能力。学生完成起吊装置结构设计、三维建模、工作空间求解、仿真分析。

面向选煤厂原料自主取样检测任务，设计厂区自主移动取样机器人。完成机器人本体与取样执行机构结构设计，建立运动学模型，可开展移动底盘全局路径规划与取样机械臂作业轨迹规划，实现自主避障与定点取样。通过仿真验证运动方案可行性。学生完成结构设计、三维建模、路径与轨迹规划仿真、性能分析。

针对煤矿井下仓储物料自主取放作业需求，设计井下仓储移动取货机器人。完成整机及抓取执行机构方案设计，构建仓储环境模型，可开展移动底盘避障路径规划与机械臂抓取轨迹规划。利用运动仿真验证机器人自主导航、物料取放的作业能力。学生完成本体结构设计、三维建模、运动规划仿真与方案分析。

本课题为纯算法研究，不涉及机械结构设计。面向煤矸智能分选场景，研究多模态传感数据时空对齐与配准方法，完成数据集预处理、对齐算法设计、程序开发与测试。评价数据对齐精度，为煤矸多模态融合识别提供基础。学生完成数据集处理、算法编程、模型测试与结果分析。

纯算法类课题，无需机械建模。面向煤矸分选场景，基于深度学习构建煤矸目标检测模型，完成图像数据集标注、模型搭建、训练调优与性能测试，实现图像中煤与矸石目标识别定位，对比不同网络模型的识别精度与推理速度。学生完成数据集处理、深度学习模型训练、测试与指标分析。

纯算法类课题，无需机械建模。针对煤矸图像像素级分割需求，研究煤矸分割算法，实现煤、矸石轮廓提取。完成图像数据集预处理、分割网络搭建、模型训练与验证，定量评价分割精度与边缘提取效果。学生完成数据集标注、分割模型训练、指标测试与算法对比分析。