湿吸附机理及其在仿生爬壁机器人中的应用

提出一种新的基于湿吸附机理的仿生爬壁机器人．首先讨论湿吸附模型及吸附力的控制方法,对一种 基于硫化硅橡胶（聚合物）的仿生足垫的湿吸附力进行测试,由此验证足垫与壁面间的液体薄膜对吸附力的积极影 响．然后设计一种实验研究用的轮爪式仿生爬壁机器人,并对其进行静力学分析．最后对所设计的机器人进行爬壁 试验．结果表明,液体薄膜可以有效提高足垫吸附力,所研制的湿吸附机器人可吸附于约85度的壁面,可成功爬行 于坡度约65度的玻璃壁面,一定程度上验证了湿吸附机理爬壁机器人的可行性．     

基于DSP技术的爬壁机器人吸附控制系统设计

壁面吸附是爬壁机器人的基本功能之一,其吸附程度直接影响爬壁机器人的稳定性和移动速度;为此,设计了基于DSP技术的爬壁机器人吸附控制系统;选择爬壁机器人传感器装置,加设DSP数字信号处理器,设计爬壁机器人吸附控制器;在硬件结构的支持下,根据爬壁机器人的组成结构和工作原理,构建相应的数学模型;在该模型下,利用DSP技术计算爬壁机器人吸附力;通过爬壁机器人在壁面环境下的受力分析结果,确定爬壁机器人安全吸附条件;以吸附控制器作为执行机构,实现爬壁机器人的吸附控制;选择负压爬壁机器人作为测试样机,通过系统测试表明,在瓷砖、木板、玻璃三种壁面环境下,与两个对比系统相比,应用此次设计系统得出爬壁机器人吸附力的控制误差降低了2.04 N,倾覆风险系数降低了0.29,具有较好的吸附控制效果。     

基于D-H参数的爬壁机器人吸附控制系统设计

传统爬壁机器人吸附参量存在同步不对称的问题,导致爬壁机器人吸附控制系统输出控制量精度降低,影响机器人整体控制效果;为了解决爬壁机器人吸附参量不对称问题,提出基于D-H参数的爬壁机器人吸附控制系统设计;基于D-H参数特点,设计系统总体框架,框架共分为硬件与软件两部分;硬件主要利用动态陀螺仪控制器控制处理指令数据,完成处理模块设计;通过无线控制遥感器KJ-F6000X-T6实现控制模块设计;软件部分采用与D-H参数相关的算法对控制程序进行设计;通过实验对比数据表明:提出设计系统具有同步爬壁机器人吸附参量对称性,单次控制量、双次控制量、多次控制量系数分别为0.7、0.6、0.5,符合控制系数标准范围,能够提升系统控制量输出精度。     

电磁式爬壁机器人平台

本文介绍了一种新型电磁式爬壁机器人平台。机器人平台从客观需求出发,利用电磁铁可以吸附铁质物体的原理,实现机器人在铁质壁面上竖直攀爬。机器人平台以单片机为控制核心,控制四只仿生脚的行动和电磁铁的吸附,由无线控制器实现远程控制。平台搭载多种传感器,以检测机器人周围的环境状态,并应用无线传输技术,将传感器监测数据时时传回控制电脑。还可由电脑控制,利用机器人上加装的机械臂,完成简单操作。本项目作品可以应用于强热辐射、浓烟、污染气体等复杂环境的场所实施远程测控,也可以应用于船体、高炉检测等方面。     

仿尺蠖多模式爬壁机器人设计与控制方法研究

对于高层建筑清洁、大型化工罐体焊接与检测以及管道、隧道等狭小空间的安全巡查,传统方式为人工操作,存在安全隐患及效率低下等缺点,针对这些问题,提出了一种爬壁机器人设计方案。通过研究自然界尺蠖类生物的壁面攀爬机理,结合仿生技术,利用真空吸附和爪刺抓附两种附着技术,研发了一种仿尺蠖多模式爬壁机器人。首先在静态条件下,采用D-H参数法建立了机器人运动学数学模型,求解了机器人运动学的正、逆解,然后进行了基于极坐标理论的机器人控制方法研究,分析了了步态控制策略,并基于嵌入式控制器搭建了实际样机的控制系统,进行了功能性测试,验证了爬壁机器人的运动学模型的正确性和步态控制方法的平稳性,为双足类仿生机器人进一步研究提供了参考。     

基于大数据聚类分析的爬壁机器人位姿定位控制系统设计

为提高爬壁机器人运动位姿精准度与稳定性,解决现有位姿定位控制系统存在的控制效果不佳的问题,利用大数据聚类分析技术,通过软、硬件结构的设计,实现爬壁机器人位姿定位控制系统的优化。改装爬壁机器人位姿传感器、爬壁机器人驱动元件、爬壁机器人位姿定位控制器的内部连接结构及工作方式,扩大系统存储器的存储空间,通过系统电路的连接完成硬件系统的设计。根据爬壁机器人的组成结构和工作机理,建立机械结构与运动模型。在构建模型下,采集爬壁机器人实时运行数据,利用大数据聚类分析技术处理初始采集数据,判定爬壁机器人的当前位姿。规划爬壁机器人位姿及关节轨迹,结合当前爬壁机器人的运行数据,计算爬壁机器人位姿定位控制量,在控制器的约束下,实现爬壁机器人位姿定位控制功能。通过系统测试实验得出结论：通过设计位姿定位控制系统的应用,爬壁机器人样机的足端轨迹控制误差、关节角度控制误差和占空比控制误差均低于预设值,即设计系统具有良好的位姿定位控制效果。     

基于Netvlad神经网络的变磁力吸附爬壁机器人控制系统设计

变磁力吸附爬壁机器人是一种具有快速、灵活移动方式的爬行机器人,但其吸附力难以控制,越障稳定性较差,难以保证机器人的平稳爬行;为实现爬壁机器人在大型建筑结构外表面的自主避障,提升机器人与运动平面之间的吸附紧密性,设计基于Netvlad神经网络的变磁力吸附爬壁机器人控制系统;按照PCB控制要求,连接外置SRAM设备与传感器模块,借助驱动I/O口电路提供的电力驱动作用,控制气动阀门的闭合情况,完成变磁力吸附爬壁机器人控制系统硬件结构设计;建立Netvlad神经网络体系,通过划分控制指令程序任务的方式,确定移植参数取值范围,实现对控制协议的移植处理,联合相关硬件应用结构,完成基于Netvlad神经网络的变磁力吸附爬壁机器人控制系统设计;实验结果表明,在所设计系统作用下,障碍物所在位置与爬壁机器人所在位置之间的实测距离未大于30cm,能够有效实现自主避障,保证机器人与运动平面之间的紧密吸附。     

储罐壁面爬壁机器人吸附结构设计与优化

为了解决爬壁机器人在运动过程中由于吸附力不足而产生的倾覆问题,设计了一种具有曲面自适应性的永磁爬壁机器人。该机构区别于以往的爬壁机器人,具备两个方位上的旋转自由度,能够实现永磁吸附结构实时贴合壁面,确保提供稳定可靠的吸附力。在储罐壁面工作情况下,对机器人进行静力学分析,得到其在壁面不发生下滑和倾覆的安全吸附条件,并在此基础上,利用Ansoft Maxwell软件对吸附结构进行了仿真分析和结构优化,并获得了最佳结构尺寸。     

基于干扰观测器的机器人关节控制

提出了基于干扰观测器的仿人机器人关节控制方法。在建立仿人机器人单关节物理模型的基础上,设计了相应的干扰观测器和控制器,解决了关节控制中时变非线性的重力力矩对控制性能的影响。与PID控制器进行性能比较,并探讨了关节模型摄动对干扰观测器的影响,仿真结果表明该方法在仿人机器人关节控制中的可行性和有效性。     

磁吸附爬壁机器人控制系统的研究

在研制爬壁机器人基础上，比较了磁吸附爬壁机器人的各种吸附与驱动方式的优缺点，设计了机器人的控制系统，推导出控制算法，并实验结果表明控制系统能满足工作要求。     

机器人技术研究进展

机器人技术的研究已从传统的工业领域扩展到医疗服务、教育娱乐、勘探勘测、生物工程、救灾救援等新领域, 并快速发展. 本文简要介绍了工业机器人、移动机器人、医疗与康复机器人和仿生机器人研究中的部分主要进展, 并通过分析和梳理, 归纳了机器人技术发展中的一些重要问题, 探讨机器人技术的发展趋势.     

对我国机器人产业发展的思考

机器人技术是二十一世纪世界科学技术发展的一个热点，应用领域不断扩大，智能化水平进一步提高。我国已成为世界上最大的机器人需求市场，我们应抓住机遇，迎接挑战，加速中国机器人产业的发展。     

用于行星探测的跳跃机器人研究

综述了用于行星探测的跳跃机器人（PEHR）的研究现状,分析了PEHR 研究所面临的问题,并预测了 其发展趋势．     

机器人技术在图书馆自动化系统中的应用研究

随着计算机技术的发展,图书馆的信息管理已经实现了自动化,但其自动存取技术仍然落后。旋转柜、自动柜有限地实现了存取操作自动化;自动仓储式图书馆以及可实现自动存取操作的图书馆移动机器人系统是目前研究的新动向。本文在分析这些系统的原理及优缺点基础上,指出能实现自动存取操作的移动机器人系统是最适合于图书文档管理的系统,而针对图书馆自动存取操作的特殊场合,研制功能适合于图书馆书籍操作的机械手,是图书馆机器人技术的瓶颈。     

Adaptive Gait Control of a Biped Robot Based on Realtime Sensing of the Ground Profile

In this paper, realtime control of dynamic biped locomotion usingsensor information is investigated. We used an ultrasonic rangesensor mounted on the robot to measure the distance from the robot tothe ground surface. During the walking control, the sensor data isconverted into a simple representation of the ground profile inrealtime. We also developed a control architecture based on theLinear Inverted Pendulum Mode which we proposed previously fordynamic walking control. Combining the sensory system and thecontrol system enabled our biped robot, Meltran II, to walk overground of unknown profile successfully.     

六足微型仿生机器人及其控制系统的研究

介绍了一种微型六足仿生机器人的结构与控制系统，分析了这种微型六足仿生机器人的移动原理，阐述了如何通过计算机来控制微型六足仿生机器人的运动，该机器人基于仿生学原理，结构独特，简单，新颖，能方便地实现前进和后退，其样相外形尺寸为：长30mm,宽40mm,高20mm，重6．3克，并对该样机进行了实验，实验结果表明该机器人具有较好的机动性。     

机器人实时视觉伺服系统控制方案的研究

本文针对机器人实时视觉伺服系统,考虑了机器人关节伺服反馈与视觉伺服反馈之间的相互联系,提出了实时控制方案,设计了合理的关节饲服控制器与视觉伺服控制器,以达到改善系统性能的目的。试验结果表明,当采用上述两个控制器时,系统的动静态性能得到了明显的改善。     

一个用于自治智能移动式机器人导航和监控的实验系统

文中重点讨论了系统实现过程中,任务分解与行走命令下达,时序分配与同步,路标定位与行走误差修正.动态障碍感知,测定与响应和特别情况紧急处理等难题的解决策略及遇到的问题.     

基于多传感器信息的临场感技术

临场感和虚拟现实技术是当前的热门技术，这项技术的关键之就是传感器技术。在具有临场感和虚拟现实感觉的系统中，正是强大的各种传感子系统的支持，为操作者提供了很自然的，类似人自身感觉器官的感觉，让人有一种身临其境的感觉。     

基于FANUC机器人的工具坐标校准

阐述了在FANUC机器人使用环境下,进行工具校准的一种实现方法,以及提出了满足课题要求的软硬件解决方案。经过现场实际运行,满足了生产实际需要,该方案是一种方便高效的机器人工具坐标校准方案。