多机器人智能协同作业M2M2A系统设计与实验研究

针对社会发展需求和当前技术现状,提出了一个在工业上能实现自适应环境、人机共融组织和智能决策的多机器人协同作业的M2M2A(man-or machine-to-machine to actuation)解决方案.首先设计了人、智能中心、机器人和传感器等所构成的多机器人作业系统的结构体系及其组织形式.设计了C/S(client/server)和P2P(peer-to-peer)混合式的M2M通信模型,由C/S模型实现人-机控制类和状态类信息的远程传输,由P2P模型实现机-机状态类信息的共享.研发了机器人自定位、作业环境感知、避障路径优化、轨迹规划和运动控制等智能模块,实现机器人自主作业的执行操作.数据流将通讯模块、智能决策及控制等各个模块有机融合在一起,构建了一个开放式、模块化的M2M2A系统.设计了一个典型的协同装配作业多机器人实验系统,通讯模块实现了作业环境信息、机器人位姿或位置信息的实时传输和共享,机器人智能模块可以根据作业环境的变化,自我协调各机器人的作业时序,自适应地重新规划各自的路径或作业轨迹,最优地完成下达的作业任务.     

智能校园巡检机器人设计与控制

针对校园巡检作业需求设计机器人本体,应用多传感器信息融合技术实现路面检测和路径规划,根据全局地图和局部信息整合实现精确定位.依据特定校园地图对该机器人系统的自动巡航作业、指定巡检作业和避障等功能进行了验证.该设计可为实用型智能校园巡检机器人设计提供技术储备和控制方法.     

石油钻井闭环自动导向机器人系统

石油钻井闭环（ＣＬＯＳＥＤ－ＬＯＯＰ）自动导向机器人是９０年代初期发展起来的一项尖端自动化石油钻井新技术,它代表了当今世界钻井技术发展的最高水平,它的出现即将使世界钻井技术出现一次质的飞跃。 一、石油钻井闭环自动导向机器人技术简介 所谓石油钻井闭环自动导向机器人是自动化钻井系统的一种井下自动导向钻井装置,它由眼睛——测量部分、大脑——井下ＣＰＵ、控制及执行机构——偏置导向机构等主要部分组成。 测量系统：包括近钻头井斜测量,地层评价测量,ＭＷＤ／ＬＷＤ随钻测量仪器等,用于监测井眼轨迹的井斜、方位及地…     

基于Raspberry Pi的智能灭蚊飞行机器人

设计了一种基于Raspberry Pi的智能灭蚊虫飞行机器人,其能够携带灭蚊虫药水喷洒地面和沟渠区域,实现自动高效灭蚊虫的功能.主要介绍飞行机器人的设计及开发,包括飞行控制器设计、Raspberry Pi通信系统设计、Android控制端设计、电机驱动设计、喷药系统设计等.本系统设计及实现可以移植到其他农林药物喷洒作业中,具有一定的创新意义.     

基于临场感驾驶技术的抗辐射监测机器人系统

针对强辐射高危环境的监测,设计出了一套基于临场感驾驶技术的危险环境监测机器人系统,方案中采用“人-驾驶系统-机器人-环境”交互的思路,综合应用智能机械,控制,通信,电子,辐射防护等多方面的技术,通过虚拟重建场景和稳定的通信系统,将其监测的现场环境的信息实时反馈到后台控制系统,使操作者如身临其境般地置身于实际场景中,从而能更准确高效地控制机器人完成相应任务,大大提高了作业的经济性、高效性和安全性。     

基于临场感驾驶技术的抗辐射监测机器人系统

针对强辐射高危环境的监测,设计出了一套基于临场感驾驶技术的危险环境监测机器人系统,方案中采用"人-驾驶系统-机器人-环境"交互的思路,综合应用智能机械,控制,通信,电子,辐射防护等多方面的技术,通过虚拟重建场景和稳定的通信系统,将其监测的现场环境的信息实时反馈到后台控制系统,使操作者如身临其境般地置身于实际场景中,从而能更准确高效地控制机器人完成相应任务,大大提高了作业的经济性、高效性和安全性。     

人工智能技术在矿山智能化建设中的应用初探

介绍了人工智能技术的相关概念、发展概述及其在煤炭行业发展中的应用,指出目前人工智能技术在矿山应用只是点状结合和浅度结合,没有实现人工智能技术和矿山某个生产或管理系统层面的深度融合。概述了智能矿山的发展历程,指出智能矿山是人工智能技术、大数据技术、物联网技术和矿山实体的深度融合体,利用智能通信、智能控制和智能计算技术实现数字化矿山的计算、处理,构建数字孪生矿山,通过数字孪生矿山和物理矿山的智能交互演化,达到对煤矿安全、高效、绿色的生产控制。构建了将人工智能技术和矿山深度融合的包括设备层、智能层、应用层的智能矿山三层构架:应用层处于智能矿山的最高层,其中的数字孪生矿山子层相当于“数字大脑”,实现矿山最高层次的智能控制;智能层中的智能体要求子系统不仅仅是应用人工智能技术处理子系统所产生的数据,而是从架构上就要将智能计算、智能通信、智能控制融为一体。展望了智能矿山建设的发展趋势:智能化矿山需要加强人工智能技术和矿山融合度的深入研究,将现有的基于人工智能的故障检测、诊断及超前干预技术应用到机器人系统中,智能计算、智能通信、智能控制融合的巡检机器人将是最早能推广的井下智能体之一;智能化矿山需要进一步加强复杂巨系统建模技术的研究,只有建立了矿山的复杂巨系统模型,才能实现采矿活动和环境的协同互动,实现采煤活动的精准控制,复杂巨系统模型的缺乏将是未来智能矿山建设亟需解决的问题。     

在役管道健康监测机器人系统通信链路设计

油气管道健康监测的管道机器人技术是机器人领域的研究热点.针对在役管道健康监测的管道内外通信问题,介绍了一种内嵌于细缆中的智能节点间驿站式有线通信和智能节点与管道机器人间短距无线通信相结合的链路系统,该链路中智能节点由超级电容供电,超级电容通过两根细缆充电.着重阐述了基于两根细电缆的驿站式通信链路的硬件设计、链路运行机制及该链路中充电和通信过程中关键问题的解决方法.采用该通信系统使管道无缆检测机器人超长距离作业成为可能.     

基于SOPC的井喷预测系统设计

介绍了SOPC技术为核心逻辑模块的井喷预测系统,对井喷预兆、原因和相关参量变化规律进行了分析;描绘了系统组成结构,给出了硬件原理框图,并对系统进行了分解;系统应用计算机对钻井过程中相关参量的变化进行实时监测,研究智能决策方法,实现了对钻井过程中可能发生的溢流、井涌、井喷等进行科学的预测和预报;实际应用证明,系统有效并可靠地完成井喷的预测预报任务;系统的研制成功,对确保油气勘探开发作业安全起到重要作用,具有广阔的推广应用前景.     

基于VC++的海洋钻井平台电站能量管理系统的研究

基于VC++2008开发平台,结合串口通信和数据库技术,设计了一个海洋钻井平台电站能量管理系统。该系统是采用两级控制模式,即工控机(上位机)和PLC(下位机),通过串口实现实时通信,完成对海洋钻井平台电站的柴油发电机组监控。将该系统分为若干模块,分别介绍了各模块的的功能、设计方法与编程要点。经实验测试,该系统功能完善、运行稳定界面友好可视性强。     

柔性机械臂速度控制研究

结合机械臂的结构特点,将神经网络与预测控制、滚动优化理论相结合,设计出用于柔性机械臂轨迹跟踪的神经网络动态优化调整的智能控制系统。从而能够以良好的控制柔性机械臂跟踪各状态量的期望值,并同时达到末时刻速度调节的目的。     

书法机器人研究综述

书法机器人将书法创作与机器人技术相融合,通过控制机械臂模拟人的书写行为和书法创作,再现艺术魅力.机器人书法作为机器人运动规划的典型应用,对传统书法文化的传承和教育具有深远意义.按照书法机器人的研究脉络,回顾分析书法机器人的发展历程.首先介绍笔画分离与提取关键技术,总结虚拟笔刷建模的两种经典笔触模型;然后详细阐述书写轨迹涉及到的核心技术,应用不同的书写轨迹规划控制书写路径,在此基础上分析目前书写评价指标,讨论书法机器人的评价模型;最后回顾总结已有的研究进展及流程,对比传统书法机器人和智能书法机器人各自的优缺点,提出将传统的书写轨迹路径、笔触模型融入到智能书法机器人训练模块中,以弥补其在笔画书写顺序方面的不足.同时,展望书法机器人未来的研究方向和发展趋势,指出未来书法机器人可围绕深度神经网络、深度神经进化、深度强化学习等开展研究.     

Smart-Structures Technology for Parallel Robots

Industrial robots play an important role in automation technology. A further increase of productivity is desired, especially in the field of handling and assembly, the domain of industrial robots. Parallel robots demonstrated their potential in applications with needs for high-dynamic trajectories in the recent years. Within the scope of the Collaborative Research Center (SFB 562)????Robotic Systems for Handling and Assembly?? the German Aerospace Center (DLR) and the Technical University of Braunschweig investigate smart-structures technology for parallel robots. In this paper the results of the main topics new active components, Finite-Element based elastic position dependent modeling and vibration control are summarized. The latest parallel robot called is equipped with new active rods. The design as well as the dimensioning of the rod with surface mounted piezo patch actuators is described. For trajectory based robot control, rigid body models are required. In parallel robots with vibration reduction a coupled approach is necessary in which elastic and rigid body equations are combined. The derivation of the equations for parallel robot is presented. Finally, the implemented vibration control is explained. In a position-dependent approach several robust controllers are switched to gain optimal control performance. A stability proof for the switching process is derived.     

宽带智能提速平台与SDN技术的融合实现

中国电信宽带智能提速平台在中国电信网络中已经成熟商用,它是宽带网络的核心策略控制中心。随着互联网业务的发展,在宽带提速业务部署与商用过程中,宽带智能提速平台现有技术体现出了一些缺陷,同时,面对未来越来越灵活的业务驱动网络的网络模型,现有智能提速平台也存在一些不足。SDN是采用业务应用驱动承载网络模型的新型网络架构,因此,研究宽带智能提速平台和SDN的融合技术,有利于中国电信的宽带智能提速平台更有效地适应未来网络和业务的发展。     

面向智能家居/智慧生活的服务机器人技术与系统

随着机器人技术的发展以及服务机器人形态的日益丰富,智能家居/智慧生活逐渐成为一种未来的生活方式。文章探索了智能家居和智慧生活的服务机器人技术与系统,在其众多的关键技术中,重点探讨了面向服务机器人的云端融合技术以及高用户体验度的人-机器人交互技术。并以家庭服务机器人为例,实现了基于微信和语音云的人-机器人交互方式,验证了基于云架构的家庭服务机器人体系结构的可行性。文章所提出的服务机器人技术与系统是智能家居、智慧生活的一种实现方式,为未来形形色色的服务机器人技术方案提供了一些思路。     

基于声波信号的水平井钻采控制技术

水平井是一种特殊的油井,特点是井眼轨迹多样、井内流体流动状态多变,采用常规钻采控制技术无法有效进行水平井钻采作业.基于声波信号的控制技术对水平井井下环境和介质没有特殊要求,能够实现地面与井下之间的无线信号传输及控制,建立起人井对话平台,长期实时监测水平井钻采动态数据,及时调整钻井的分段和换层,实现了水平井钻采控制自动化和智能化.     

Andriod手机APP蓝牙控制智能车解决方案

在智能车遥控传统解决方案中,通常采用超再生遥控或者红外遥控的方案,而随着Andriod智能终端的普及,智能终端的短距离无线通信技术——蓝牙通信以及可以感知手机方位的方向传感器,结合单片机系统、蓝牙模块和电机驱动模块,实现基于Andriod手机APP的蓝牙控制智能车.这样每部安卓手机都成为了一部遥控器,经过多品牌和多版本手机的测试,系统都能很好地运行,同时本设计为智能机器人和智能家居提供一种新的思路.     

基于电阻式应变片的近钻头工程参数测量技术研究

近钻头工程参数的随钻测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析近钻头处钻铤的受力与运动形式基础上,基于钻铤应力与应变的关系,建立了钻压、扭矩、弯矩等井下工程参数的测量模型与实验模型。通过传感器的优化布局,测量模型较好地解决了三个被测参数之间的耦合问题,实验模型给出了相对准确的测量结果和合理可行的井下工程参数测量解决方案。最后,分析讨论了测量装置的温度补偿、测量模型简化等问题,为近钻头工程参数随钻测量装置的研制奠定了基础。     

可穿戴式下肢外骨骼康复机器人研究进展

对于脊髓损伤、脑损伤等因素导致下肢运动障碍的患者,利用下肢外骨骼康复机器人可在患者损伤早期进行精准康复,并在康复过程中优化康复策略。本文详细对比了下肢外骨骼康复机器人相比于传统康复方法的优势,并结合国内外研究现状阐述了不同外骨骼机器人的设备特点及应用场景,详细分析了机器人的驱动方式、控制系统以及训练模式等关键技术。最后,着重探讨了下肢外骨骼康复机器人未来发展所面对的挑战,并针对机械结构优化、驱动算法优化、康复流程智能化、基于虚拟现实技术的应用场景优化及康复效果评估等5方面提出了可行的探讨,对下肢外骨骼康复机器人未来的技术发展趋势作出可行分析。     

康复机器人与智能辅助系统的研究进展

我国正面临日益严重的老龄化问题和数量庞大的残疾人群,康复机器人与智能辅助系统的研究开发和应用有望为解决养老、失能辅助和康复问题提供部分技术手段.康复机器人与智能辅助系统涉及医学、信息、机械、电子、材料、力学等多个学科领域,其研究与开发也面临诸多挑战和困难,本文从“康复机器人及多种康复训练模式”、“智能辅助系统与生机电技术”、“康复与辅助相关的多模态传感与控制方法”、“外骨骼和可穿戴系统、智能假肢与人机安全性”等方面介绍和讨论康复机器人和智能辅助系统的问题和研究进展,以期为未来康复机器人和智能辅助系统的研究与开发提供些许借鉴.