一种轮腿式变结构移动机器人研究

提出一种新型的轮腿式变结构移动机器人.将四足哺乳动物腿式运动方式与轮式机构相结合,实现了轮式、腿式、轮腿结合等多种运动模式.在对机械本体结构分析的基础上,阐述了各种运动模式的运动学模型和步态生成方法.开发了主控计算机人机交互系统和基于ARM和DSP的嵌入式运动控制系统,采用无线以太网建立控制、反馈通道,实现了机器人的遥控/半自主运动控制.实验表明该机器人具有较强的非结构环境适应能力.     

基于无线网络的移动机器人远程控制系统设计与实现

在无线局域网中建立一套以移动机器人为控制对象,上位PC机为主控制端的控制系统。通过可视化的人机交互界面,向远程机器人发送控制指令并接受到反馈信息,采用TCP/IP协议中的Socket(套接字)编程实现。同时为机器人加入视觉和超声波传感器,使之能在人的操控下半自主移动。最终开发成品使之具有操作简单,易于扩展,移植性强等特点。     

移动监测小车的无线控制系统的研究与实现

研究内容是无线控制自主式机器人的重要组成部分,实现了宿主机对移动小车的无线控制.该无线控制系统由移动小车、无线数传模块和PC机组成.该系统实现了两种通信方式:PC机和单片机间的无线通信、单片机和小车间的通信,为进一步研究自主式机器人在未知环境中如何感知、学习、分析及处理周围环境信息的打下了基础.     

轮腿混合机器人控制系统设计

设计了一种新型轮腿混合机器人,该机器人结合了轮式移动机构与足式移动机构的优点,阐述了机器人的总体结构。根据该轮腿混合机器人的运动要求和性能特点,设计了基于MEGA16单片机的整套机器人控制系统,该控制系统实现了用NRF2401无线控制机器人的基本运动。根据所遇路况,通过无线遥控可以控制和选择机器人的轮式运动和腿式运动两种工作模式,增加了机器人对环境的适应性。     

教学型弧焊机器人设计

叙述教学型弧焊机器人设计的总体方案,以及其结构和控制系统的设计。采用SolidWorks绘图,设计了教学型弧焊机器人的结构,实现了三维运动仿真。采用微机控制技术,设计了教学型弧焊机器人控制系统。实现了对教学型弧焊机器人的控制,并把位置信息反馈给操作者实现人机交互的功能。     

水下沟槽式管道连接件安装作业机器人设计

为实现沟槽式管道连接件的水下自动化安装作业,提高连接件安装作业效率,研制一种由控制柜和水下作业机器人主体两部分组成的用于沟槽式管道连接件水下安装、修复作业的机器人。指出本机器人的设计难点,重点介绍了机器人的设计方案。针对机器人要实现的具体功能和作业环境,设计关键机构和控制方式,编写了机器人控制的人机交互界面,最后制作了实物样机,样机陆地试验结果表明:水下沟槽式管道连接件安装作业机器人有较好的性能,机器人总体设计方案可行。最后提出了机器人水下集群作业的设想。     

液体环境下管道机器人系统设计与分析

针对当前管道维护中存在的检修困难,效率低下等问题及液体环境下对管道无损检修的需求,设计了一种依靠特殊支撑装置抓紧管内壁,并通过对称安装的电动机或喷水推进器实现管道内往复运动的管道机器人。该型管道机器人采用模块化内部设计保证了设备的合理分配并很好地控制了机器人的整体尺寸;采用STC15系列单片机进行编程控制,通过携带的图像传感装置实时将管道内部图像发送至管外显示器,并能通过遥控手柄或手机软件平台操控机器人的运动。该型管道机器人系统可在不妨碍管道正常输送液体的情况下对管内进行无损检测,极大地提高了管道检修效率,为当前液体环境下管道机器人的研究提供相应的参考。     

多总线技术在剑杆织机控制中的应用

为实现织机控制中通信数据的高速、准确传输,解决剑杆织机控制系统通信可靠性问题,将模块化设计、多CPU分布式集群控制方式及多总线通信技术应用到织机控制系统中,选用STM32F207作为主CPU,选用STM32F103作为从CPU,选用FPGA作为主CPU的协处理器,以提高织机的运行速率。开展了对织机控制系统内部模块及多织机之间的通信方案的分析,提出了织机模块内部采用SPI通信、模块之间采用全双工串行异步通信、电控柜与操作台之间采用CAN通信、多织机之间采用无线组网等方案。将该方案应用于某纺织厂剑杆织机控制系统,实现了剑杆织机控制系统的稳定、快速、可靠运行。研究结果表明,织机控制运用多总线通信方式,通信数据传输高速、准确,织机运行速度可达700 r/min,入纬率达1300 m/min,能实现多织机的远程监控。     

煤矿井下悬挂式巡线机器人自动控制系统的分析

针对现有的悬挂式巡线机器人在工作中存在的易绞绳、信息传递稳定性差等难题,结合无线传输理论,提出了一种新的悬挂式巡线机器人自动控制系统,并对该控制系统的结构原理等进行分析。通过试验验证表明,该机器人自动巡查控制系统能够实现对井下巡查的机器人的自动控制、数据记录和判定,将监测数据实时传输到地面监控中心,可有效提高煤矿井下的监测准确性。     

一种履带式移动机器人的控制系统设计

针对一辆无刷电机驱动的履带式移动机器人BHTR-1,对其包括运动控制系统、信息检测系统、无线遥控系统等各部分在内的控制系统进行了设计。运动控制部分采用以DSP LF2407A为主控芯片、以无刷电机专用芯片MC33035和驱动桥MPM3003为电机驱动控制的方案;信息检测系统采用红外传感器来检测环境障碍信息,并安装无线视频设备用以监控机器人运行环境;无线遥控系统采用摇杆式脉宽比例调节方式来实现对机器人的调速及其他运动控制。     

双足溜冰机器人控制系统设计

依据仿生学原理设计了轮腿混合结构从动轮式双足溜冰机器人，在简要介绍其原理结构基础上，结合舵机运动特性详细阐述了以PC机为上位机，多个单片机为下位机无线控制系统的设计思路和和过程。实验验证了控制方法和和控制系统的可行性和正确性。     

一种双臂四轮输电线路巡检机器人的研制

介绍了一种双臂四轮输电线路巡检机器人系统，机器人系统由地面基站和巡检机器人本体组成，地面控制基站和巡检机器人之间采用无线通讯方式，实现数据与图像的无线传输。详细分析了机构构型及结构特点，机器人由前、后手臂及控制箱体三部分组成，每个手臂上均包括行走机构、翻转机构、俯仰机构、夹紧机构及回转机构，并对机器人跨越防震锤和单悬垂金具等障碍物的越障过程进行了详细分析，采用遥控与局部自主相结合的设计思想，设计了机器人的控制系统，并基于Windows软件平台设计了人机交互平台。试验结果表明机器人具有爬坡角度大，越障能力强，行走时保护性好等优点。     

开放式5R工业机器人系统设计及分析

以所设计的开放式5R关节型工业机器人为研究对象,分析了该机器人的结构系统设计.该机器人采用基于工控PC及DSP运动控制器的分布式控制结构,具有开放性强、运算速度快等特点,对机器人的控制系统及其工作原理进行了详细的说明.机器人的控制软件采用基于Windows平台下的C++实现,具有良好的人机交互功能,对各组成模块的作用进行了说明.借助于所设计的开放式5R工业机器人系统,可以很好地实现机器人技术训练,也可作为通用机器人.     

嵌入式智能移动机器人控制系统的开发与研究

以移动机器人为研究对象,设计了以PC/104嵌入式模块为主控制器的控制系统,实现了扩展板、电源转换、电机驱动、感知、人机交互等功能;并对无线通信技术进行了研究,实现了移动机器人的无线遥控和无线串口通信;通过实验对移动机器人进行了整体调试,调试结果表明机器人运行稳定可靠,达到了预期效果。     

具有轴向和周向探查功能的螺旋驱动管内机器人

提出一种具有轴向和周向探查功能的螺旋驱动管内机器人,该机器人基于采用单台电动机作为驱动源的可变约束机构.在此基础上提出一种摄像机载体平台结构,以使得螺旋驱动机器人能够稳定地观察到其前部的管道环境情况.通过控制电磁铁的状态来改变机器人的动力约束,使机器人交替地工作在驱动模式和探查模式下.在驱动模式下,机器人能驱动自身在管中前进或后退;在探查模式下,机器人可以仔细检查管道内壁缺陷,机器人通过两种状态的交替完成探测任务.该机器人具备轴向和周向的探测能力,能满足管内探查作业机器人化的需要,而且单台电动机的驱动方式降低了机器人系统的成本和运动控制系统的复杂性,试验结果验证了该机器人的移动能力和探测能力.     

用于GIS设备内部爬行的仿壁虎机器人设计

根据气体绝缘金属封闭开关设备内部的作业需求,通过对壁虎的身体结构和运动规律的研究,设计了一种能在变电站气体绝缘金属封闭开关内部稳定爬行的基于真空吸附的仿壁虎机器人结构,并进行相应的控制系统硬件设计和控制系统软件架构设计。设计相应的运动步态,选用对角步态实现机器人的直线行走和横向行走。在理论设计的基础上,制造样机并在圆形管道内进行测试实验。实验结果表明,遥控器可以控制机器人端和真空吸附端,并且可以返回当前状态。在指令的控制下,机器人可以沿管壁进行前后和横移爬行。     

基于PC与ARM的四足机器人分布式控制系统设计

针对足式机器人控制系统的问题,设计了一种用于四足机器人的分布式控制系统。研究了针对四足机器人的复杂控制系统,该系统采用了PC机作为监控机,以ARM9内核的32位微控制系统作为控制单元;整个控制系统采用CAN总线通信。研究了主控制器如何进行系统整体协调控制、步态规划运算,向各子控制器发出运动指令,并和监控机进行通信;子控制器如何实现相应各条腿的3个关节运动控制,向主控制器传送各条腿的运动状态数据。该控制系统已运行于JQRI00四足机器人,实验证明系统具有良好的可靠性,能较好地实现对机器人移动平台的实时控制。     

新型轮腿配合式排水管道检测机器人控制系统设计

提出了一种新型轮腿配合式管道机器人的设计思想.机器人通过轮式驱动和腿式驱动二者的相互配合,兼有轮式机器人移动速度快及腿式机器人环境适应能力强等优点.对机器人结构及组成进行了设计,运用重心偏移的方法保证机器人腿式行进时不发生侧翻.对整个机器人的控制系统进行设计,包括主机控制系统的单片机硬件设计、移动载体和CCD摄像头控制系统的软件结构设计.     

助老伴行机器人的设计开发

老龄化的加剧使得社会上体力衰弱、行走不便的老年人数量越来越多,针对老年人群的生活需求设计开发了一台助老伴行机器人。通过对老年人日常生活面临的困境的分析,确立了机器人的主体功能,并以此为基础对机器人进行了总体设计;在机器人总体设计的基础上,完成了对该机器人的整体结构尺寸设计,以及各功能部件的详细设计;同时还对结构姿态变换控制系统和基于触觉力的人机交互控制系统进行了设计,采用双电机差速驱动控制方法,实现机器人的前进、后退、转弯等动作。最后,搭建了结构姿态变换和在线行走驱动系统两实验平台,经试验验证,机器人结构姿态变换控制系统和人机交互控制系统满足设计要求,在线行走驱动准确率达到了96.1%,满足使用要求。     

水下管道清洁机器人的设计与研究

针对目前水下管道清洁设备智能化程度低、人机交互性差的问题，设计了一款集水下管道智能巡检、污染物清除为一体的水下管道清洁机器人。该机器人采用STM32F407ZGT6单片机作为核心处理器，通过摄像头采集管道信息，利用PID算法控制水平分布于四角的螺旋桨，实现对机器人水下运动控制和管道智能巡检；清除过程采用机械臂结合OpenMV模块实现管道上的杂物清洁。设计的水下管道清洁机器人结构简单、控制稳定，可以实现水下管道巡检、杂物识别、杂物清除的一体化服务，从而降低清洁成本，提高经济效益。