为降低因无人值守变电站数量增加而加重的运行维护人员工作强度,基于Unity 3D平台设计了一种可视化的变电站巡检自主定位方法。基于该定位方法开发多模块Unity 3D机器人巡检虚拟操作平台,数据模块收集机器人采集的巡检数据传送至业务逻辑模块,构建的三维效果图在表示模块可视化显示;结合SolidWorks与Unity 3D平台构建三维机器人模型,机器人巡检模型的驱动控制器操作轮毂电机保障机器人正常工作,通过TB-418串口与电机控制器交互信息;机器人基于同步定位与建图算法实现变电站机器人巡检定位,同时构建机器人运动地图。采用栅格法将机器人运动路径规划转化为数学约束条件问题,完成机器人运动路径规划。测试结果表明,在Unity 3D平台控制下,巡检机器人实际运行路线与实际最优路径一致。

为解决中国煤矿开采技术装备普遍落后,煤炭资源回收率低、死亡率高以及“数字矿山”发展缓慢的问题,基于科学采矿理念,分析煤矿开采现状,研究存在的问题,提出高度自动化与传统综采工艺相结合的无人工作面的概念和系统模型,构建了无人工作面的技术框架,分析了需要解决的关键技术,包括采煤机自动调高、采煤机自主定位与导航系统、煤岩界面自动识别、井上-井下双向通讯、采煤工艺智能化、工作面组件式软件和模型及数据库技术,指出了应用状况。

针对一种5轴执行机构末端建立二维、三维的定位模型,使之定位到给定目标点处。采用向量积方法确定关节实际旋转角度的取值范围。二维模型中,分别旋转大臂、小臂和腕部关节点,进行二维平面定位;三维模型中,分别旋转腰部、大臂、小臂和腕部关节点,进行三维空间定位。逆运动学求解时,对大臂俯仰角度进行迭代,解出所有的有效解,并用正运动学分析方法对所有解进行验算。按照执行机构运行效率最高原则,从所有有效解中计算最优解。最后,给出二维模型和三维模型最优解的各关节点运动轨迹、各关节点角度-时间关系曲线。仿真结果表明:定位精度在毫米级,能够满足定位需求。