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。

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。

面向煤矿带式输送机撒料自主清理作业任务，设计输送机撒料清理机器人。完成机器人行走底盘与清理执行机构结构设计，建立相关力学模型，开展作业姿态与清理工况仿真分析，实现输送机沿线撒料自动收集清理。通过仿真校核结构强度与作业稳定性，学生完成方案设计、三维建模、力学仿真与结构性能分析。