机器人腕力传感器多维AR模型

机器人腕力传感器多维ＡＲ模型徐科军，杜涛（合肥工业大学自动化所）０引言腕力传感器是智能机器人最重要的传感器之一，能同时检测三维空间的力和力矩信息，广泛应用于机器人精密装配、磨削、轮廓跟踪等作业中，在航空、航天和机械加工等领域也有广阔的应用前景。本文所...     

多信息融合的物流机器人定位与导航算法的研究

为解决大规模的仓储货物搬运和分拣,引入了大规模自动化物流机器人系统。其中物流机器人的定位和导航是实现大规模自动化物流机器人系统的关键。物流机器人系统结合灰度传感器、超声波传感器和加速度传感器的多传感器融合,物流机器人的集群调度和路径规划、摄像头定位等研究,并在此基础上改进和优化,提出了以多信息融合的定位与导航算法为基础的物流机器人系统。该物流机器人系统由软件和硬件2部分组成。硬件包括三轮行走机构、抬升机构、装卸台机构、摄像头基站以及STM32F103ZET6芯片作为控制系统硬件。软件包括物流机器人的方位信息获取,多传感器融合的导航算法,实验数据表明物流机器人系统可以完成对货物的高效搬运和对物流机器人的导航、定位。定位精度能控制在3%左右,时间成本降低28%左右,且该系统具有很好的鲁棒性。     

机器人智能和感觉系统

本文从机器人发展角度讨论了机器的智能现状,介绍了机器人感觉系统的组成,各种感觉传感器的研究和发展,机器人的多传感器系统和多感觉信息融合,多信息融合技术发展历史回顾,最后简单介绍了机器人多传感器信息融合系统的应用。     

基于微机电惯性传感器的四足机器人姿态检测

提出了一种基于微机电惯性传感器的四足机器人姿态检测系统和方法,由加速度传感器和角速度传感器模块组成,经数据计算可获取静态姿态、动态加速度、静态欧拉角和动态欧拉角检测等。对加速度传感器和角速度传感器参数标定和信号调理,建立了四足机器人姿态检测模块的硬件系统。通过在四足机器人上进行了姿态检测模块的测试,表明该姿态检测系统能有效检测到四足机器人的关键姿态特征量,为四足机器人的姿态稳定性控制提供设备保障。     

安保机器人数字孪生系统研究

针对安保机器人物理结构复杂、控制系统精度要求高、实时数据采集、数字端的传感器信号处理等问题致使安保机器人开发周期长、开发难度大的问题,设计了一个安保机器人数字孪生系统。对安保机器人数字孪生系统的系统管理模块、系统监控模块、功能模块3个子模块进行了详细设计,实现了对安保机器人数字孪生系统的管理、机器人主要部件的参数监控、传感器数据的采集和处理以及同类型机器人的二次快速开发。     

狭小空间直角角焊缝移动焊接机器人系统研制

针对大型结构件中狭小空间角焊缝焊接,提出了一种基于旋转电弧传感的新型移动焊接机器人系统。系统包括轮式移动本体、二维运动平台、旋转电弧传感器和超声传感器;系统采用二级跟踪策略——机器人本体粗跟踪和二维运动平台精确跟踪,采用旋转电弧传感器作为焊缝跟踪传感器,采用超声传感器作为避障传感器;建立了运动学模型,设计了参数自调整模糊控制器。实验表明该机器人系统能实现小空间中大折角角焊缝的自动焊接。     

一种球形移动机器人传感系统设计

文章为了解决球形机器人自主控制的问题,根据球形机器人结构和运动的特殊性,设计了一种球形机器人的传感系统。建立了无滑动条件下球形机器人运动模型,根据运动模型由惯性测量系统和光电码盘数据组合得到机器人位姿。利用激光测距传感器获取周围障碍物信息。通过全局CCD视觉传感器跟踪识别目标物体,使用手眼CCD视觉传感器和超声传感器定位目标物体并协调机械臂实现对操作目标准确快速的抓取、放置。     

机器人加工力位测量平台与软件模块开发

机器人铣削加工过程中末端力和位置监测对加工变形误差的计算和补偿具有重要作用,由于机器人控制系统具有一定的开放性,开发力位测量上位机软件并与机器人控制系统实时通讯,可以有效掌握机器人加工过程位姿相关的末端力和位置信息,为变形误差预测和补偿提供数据基础。在ABB IBR6660工业机器人上利用基恩士激光位移传感器和ATI六维力传感器搭建了机器人末端力位测量系统,其中位移传感器安装在主轴端、力传感器安装在主轴和法兰之间,利用基恩士激光位移传感器和ATI六维力传感器的接口函数结合C#开发了力位测量软件模块,利用ABB工业机器人的PC Interface接口和PC SDK函数开发机器人上位机通讯软件平台,给出了关键代码,最终实现了机器人铣削加工中的末端力位信息实时测量,为机器人加工变形误差的预测和补偿提供数据与控制平台基础。     

多传感器协助机器人精确装配

在传统的机器人装配系统中,工业机器人只能以固定的姿态装配由输送线输送的工件。这种装配系统,由于物料输送系统误差大,很难满足产品高精度装配要求。随着机器人装配技术的发展,提出了多传感器协助机器人自动装配系统方案,它能有效地降低供料供料系统误差。在这种装配方案中,位移传感器依据零件表面特征快速示教机器人确定初始装配位姿。力传感器依据装配过程中测量的力、力矩信息,引导机器人精调装配位姿。最后结合一实例,来验证提出的装配系统的准确性和实用性。     

电感式角位移传感器技术综述

电感式角位移传感器具有良好的环境适应力、较高的测量精度和稳定性的优点,该类型的角位移传感器广泛应用于高 端装备、电动汽车、机器人、飞行器、武器等领域。 本文介绍了 3 种电感式角位移传感器,包括旋转变压器、感应同步器这两种典 型的电感式角位移传感器以及我国学者自主研发的磁场式时栅位移传感器。 对它们的测量原理及关键技术做了详尽的综述, 并分析了这些技术的优点与局限性。 根据近年来电感式角位移传感器的发展现状,详细论述了电感式角位移传感器在机械、汽 车、工业机器人、航空、航天和国防等领域的应用情况。 最后,分析得出电感式角位移传感器技术应往高精度、高可靠性、嵌入式 测量、复合功能测量、智能化等方向发展。     

涡流实时成像技术的研究

通过研究分析目前涡流成像技术现状，设计了一种新的有效地成像系统，该系统从信号采集处理电路及图像处理两个方面进行了研究和设计，充分利用涡流传感器的灵敏性和数字化信号处理器的高效快速的特点，有效地实现了二维信号的提取，达到实时成像的目的，在与计算机通信方面采用了Intel82530芯片，解决了计算机与高速数字信号处理器的接口技术问题。该技术的图像显示及分析软件是基于Windows2000／WindowsNT平台采用VC＋＋语言编写的，具有界面友好，操作简单，处理速度快及显示直观等特点。     

航空发电机风阻实验及匹配冷却风扇设计

为研究航空发电机匹配风扇设计的实用性方法,通过相应的实验装置,对某型航空发电机进行了风阻特性实验。通过强迫通风实验测得发电机不同状态下的风阻、流量及温升,根据实验结果及该发电机设计要求,利用正交设计方法设计出一种宽弦、大转折角、高稠度的轴流冷却风扇,同时设计了特殊的扩张轮毂结构,以进一步提高冷却性能。对加装设计风扇的发电机进行实验,验证了该风扇适用于该发电机冷却系统的高压差、小流量工况。     

用于碳纤维复合材料孔隙率检测的便携式超声仪器研制

摘要针对航空领域专用的碳纤维复合材料板材，以超声波的声衰减模型为基础，研制了用于孔隙率检测的便携式超声仪器。介绍了检测原理、硬件体系结构和软件的开发思想。仪器采用笔记本电脑控制信号的采集、处理和显示，系统轻巧，便于携带，能够快捷、准确地完成碳纤维复合材料板孔隙率的检测，非常适合现场使用。     

面向大型航空产品的物料清单有效性验证的设计与实现

为检测和定位大型航空产品物料清单中的各种错误信息,提出了一种信息系统中验证大型航空产品物料清单错误的方法.根据大型航空产品物料清单的特点,对物料清单错误信息进行分析与分类,并设计出改进的大型航空产品物料清单数据结构;在此基础上,给出了航空产品标准成本信息系统中物料清单验证的基本流程与具体方法,最后通过实例讨论了物料清单验证方法的性能.     

电力系统信号与数据的压缩传感技术综述

随着智能电网建设及电力系统自动化、智能化水平的不断提高,电力系统信号分析与数据处理方法在电力系统中的重要作用进一步凸显。压缩传感(CS)是一种基于信号的稀疏特性,将利用奈奎斯特采样定理的信号采样过程转化为基于优化计算恢复信号的观测过程的新兴信号处理方式,并广泛应用于信号/图像处理、医疗成像与无线通信等领域。基于压缩传感的电力系统信号分析与数据处理方法具有采样速率低、高压缩比,以及便于提取信号特征等优点,因而,在电力系统中具有广泛的应用前景。描述了压缩传感理论框架,并对该理论在电力系统信号分析与数据处理中的应用进行详细综述,其中主要围绕电能质量分析、故障分析、电力系统模态识别、电力系统预测、数据传输,以及智能电网等方面进行评述,并结合压缩传感在电力系统信号分析与数据处理领域的发展状况,对其发展前景进行展望。     

基于双ADSP-TS201的波前信号处理试验平台设计

在分析波前信号处理算法特点后,介绍了ADI公司的高性能处理器ADSP-TS201结构和性能,以两片ADSP-TS201芯片为核心设计了用于波前实时信号处理的自适应光学波前信号处理系统,为自适应光学技术的发展提供技术支持.     

光栅振动检测系统中信号处理关键技术的研究

针对高频光栅振动信号的处理要求,设计了基于DSP的振动信号处理系统.采用状态机的方法克服了信号采集不同步的影响,并结合DSP软件细分算法实现了光栅振动信号的高倍细分.测试数据表明:该系统分辨率高、动态范围宽、实时性强,可集成光栅振动传感器应用于微位移、微振动的测量领域中.     

基于SOPC技术的视频图像处理系统研究

视频图像处理系统从最早期的以模拟系统为主逐步向数字化转变,而目前常用的用数字信号处理专用芯片(digital signal processor,DSP)做处理器的数字视频图像处理系统在高速信号实时处理中难以达到要求,系统可靠性低;相对而言,FPGA用于实时图像处理,在速度上具有很大的优势,其内部自身结构易于实现分布式的算法结构,使得各功能块可以同时工作,更有利于高速数字信号处理。FPGA(现场可编程门阵列)设计技术将尽可能大而完整的电路系统在单一SOPC(片上可编程系统)中实现,从而使得所设计的电路在规模、可靠性、开发成本、产品维护和硬件升级等多方面实现最优化。     

基于LabVIEW的三维静磁场计微弱信号检测系统

针对一种新型基于压电悬臂梁驱动器结构的三维静态磁场计,介绍了基于LabVIEW的测量微弱交流信号的检测系统.该检测系统包括高增益的前置运算放大器电路和信号处理2个部分.在虚拟仪器平台上利用LabVIEW设计了包含相敏检波的信号处理方法.实验结果显示:该检测系统具有很高的磁场检测灵敏度,在31μT的范围内,具有10 nT的分辨率和1%的线性度.该检测系统同样适用于其他微弱传感器信号的检测.     

LVDS技术的高速串行图像数据采集系统的设计

重点研究了导引头图像数据凝视发送方式和线扫交替发送方式模式下的信号转换方法,并比较了FIFO操作和乒乓操作2种信号处理的特点,以及它们对系统采集时序的影响;经实验测试,采用乒乓操作方法对线扫发送的图像信号进行处理,简化了图像采集的软件设计。