为了保证凿岩台车在资源受限情况下状态监测数据的安全快速加密,本文提出了一种基于改进AES的凿岩台车状态监测数据加密算法.通过优化AES算法的加解密轮函数结构,采用有限域GF(28)上最简形式的正逆列混淆矩阵,减小解密轮函数的运算复杂度,提高了算法的解密速度;提出一种新的表定义改进方法,通过定义xtime运算表和状态矩阵中各列元素共有的运算变量,将加解密轮函数中繁多复杂的乘法运算转化为简单的查表操作,解决了AES算法软件实现中存在的存储空间占用大以及解密运算复杂的问题.实验结果表明:相较于已知的最优实现方法,本方法的存储空间占用减少了40％,加解密速度分别提高了6.28％和6.61％,具有较高的执行效率.

针对多臂凿岩机器人在隧道工作中易发生碰撞事故的问题,提出了一种多臂凿岩机器人的碰撞检测算法.该算法通过对机器人各机械臂间、钻臂与隧道间的实时距离进行计算和碰撞判别,实现凿岩机器人的碰撞检测.以空间圆柱体包络盒作为凿岩机器人各机械臂的碰撞检测模型,将凿岩机器人各机械臂间的碰撞检测问题转化为空间圆柱体包络盒距离求解问题,提出了一种空间两圆柱体碰撞判别方法.将钻臂与隧道轮廓的碰撞问题转化为钻臂在隧道壁面的投影矩形与隧道壁面的干涉问题,提出了一种钻臂与隧道轮廓的碰撞判别方法.最后在MATLAB软件和实际多臂凿岩机器人上进行实验,实验结果表明:该算法能实时检测凿岩机器人各机械臂间、钻臂和隧道间的碰撞情况,在钻臂进入非安全范围时及时给出碰撞信号,使系统及时预警从而避免碰撞干涉事故的发生.

针对液晶盖板检测系统多轴运动控制实时性低、可靠性差的问题,设计了一种液晶盖板检测系统的多轴运动控制器.该控制器以高级精简指令集微处理器(ARM)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为控制单元,其中ARM搭载RT-Thread实时操作系统,通过以太网传输控制协议(TCP)与上位机数据交互,基于修正梯形加减速算法完成速度规划.FPGA根据速度规划的脉冲参数产生脉冲,通过输出脉冲/方向信号实现执行机构的位置控制.实验结果表明:本文所设计的运动控制器应用于4轴液晶盖板检测系统中,实现了多轴平稳运行,位置控制误差为±0.129 mm.