可穿戴型下肢助力机器人感知系统研究

在分析可穿戴型下肢助力机器人所需要的控制信息的基础上,设计了一套基于CAN总线的人体下肢运动信息感知系统。该系统主要包括可获取人体腿部和脚底状态的力传感器和获取髋关节和踝关节角度信息的编码器。实验结果表明,所设计的多传感器系统稳定,实时性好,满足可穿戴型下肢助力机器人系统控制的需要。     

可穿戴型下肢助力机器人感知系统研究

在分析可穿戴型下肢助力机器人所需要的控制信息的基础上，设计了一套基于CAN总线的人体下肢运动信息感知系统。该系统主要包括可获取人体腿部和脚底状态的力传感器和获取髋关节和踝关节角度信息的编码器。实验结果表明，所设计的多传感器系统稳定，实时性好，满足可穿戴型下肢助力机器人系统控制的需要。     

康复外骨骼机器人设计

康复外骨骼机器人旨在协助残障患者等恢复支撑骨骼。外骨骼下肢助力机器人采用不同的结构、驱动方式、传感器分布和控制策略,针对单自由度驱动下肢外骨骼机器人本体设计方案,创建了虚拟样机,分析了多姿态运动的运动学和动力学参数变化。采取被动驱动带主动驱动的思想,减少驱动数量,精简结构与控制系统。其可面向不同的应用领域,为穿戴者提供助力和帮助,具有一定的实用价值。     

基于激光距离传感器的路况识别系统的设计

针对动力型下肢设备存在的运动模式识别率低的问题,设计了一种可穿戴式路况识别系统。通过安装在腰部的便携式激光距离传感器和惯性测量传感器分别采集激光距离信息和地形高度信息,利用小波去噪算法对所采集的数据进行处理,提取特征值,最后选择训练简单、结构清晰的概率神经网络进行路况识别。实验结果表明,该便携式系统能有效识别平地、上楼、下楼、上坡和下坡五种路况并提高识别精度,证明了将可穿戴式路况识别系统应用于假肢或助行器等动力型下肢设备环境感知系统的有效性和可行性。     

基于Kinect的机器人控制系统

设计一款可以通过人体动作对机器人进行控制的机器人控制系统。该系统由主机和从机两部分组成,通过Kinect体感传感器采集人体动作信息,在主机中进行图像处理解析出相应的人体动作,然后通过无线传输单元向机器人发送相应的控制指令,控制机器人做出响应,完成相应的一套动作或对人体动作进行实时模仿。制作的机器人样机运行良好,能够根据人体左右手的动作和语音命令,做出正确的响应。     

基于仿生运动的康复机器人结构设计与优化

本文的主要研究内容就是对于康复机器人的运行状态以及运行效果进行了讨论,首先分析了人体下肢康复理论以及下肢相关骨骼。基于康复利润以及下肢骨骼,本文对于使用的康复机器人进行了自由度配置、关节选择、驱动方式选择、仿生关节设计五个部分的讨论和阐述。最终得出结论,康复机器人的设计需要给予康复理论和人体骨骼情况来选择驱动方式、配置方式,而康复机器人的优化方式则是尽量加强踝关节,重视行走的基础部分,只有这样才能够达到最佳的效果。     

基于多传感器的礼仪机器人测距系统的研发

为了提高礼仪机器人在复杂环境中测量数据的可靠性以及解决同一类型多传感器测距盲区无法补偿的问题,使得礼仪机器人可以测得300cm以内障碍物的距离信息,本设计采用红外传感器和超声波传感器组成礼仪机器人的测距系统,并应用自适应加权数据融合技术对传感器所测数据进行融合,实现了两种传感器在功能上的互补,提升了系统的实时性,减小了系统的测距误差。实验结果表明系统可在300cm以内精确测距,提高了整体测距精度,得到了被测距离更加准确的估计。     

管道蛇形清洁机器人控制系统设计

本文针对管道油污难清理难题以及管道清洁机器人对远程监控、运动控制、清洁控制与多信息的获取和处理的需求,设计了以STM32单片机为核心、多个传感器和模块融合的管道蛇形清洁机器人控制系统,实现了机器人远程实时控制以及对管道内环境信息采集和处理等功能。本文所设计的整个控制系统具有良好的可操作性和拓展性。本文通过模拟管道清洁场景实验和Adams软件分析,结果表明:蛇形机器人控制系统可实现远程无线获取多信息,并能有效的清洁管道内壁污垢。     

一种用于机器人手爪的PVDF接触力传感器设计

利用PVDF压电薄膜的压电敏感特性,设计了一种用于机器人手爪的接触力传感器,包括一个电荷放大装置,并建立了数据采集和处理系统。所设计的传感器具有体积小,柔顺性好,信号处理简单的特点。实验分析表明传感器可很好地满足机器人手爪的要求,为机器人手爪提供接触力信号,以实现稳定可靠地抓取。     

基于ARM9的嵌入式仿人机器人传感器系统设计

依据DF-1仿人机器人需要实现的功能,利用超声波传感器与红外传感器各自的优点,设计了基于超声和红外的ARM9嵌入式仿人机器人传感器系统.该系统采用红外传感器补偿了超声波传感器的检测盲区,使移动机器人具有更大的感测范围.试验验证了该传感器系统的有效性.     

基于MSC1210的三肢体机器人足部控制系统

三肢体机器人的足部机构是其实现腿臂功能融合的关键部件.基于TI公司的MSC1210微控制器设计了其足部机构控制系统,用以采集处理机器人足部的多种传感器信息和控制足部各执行机构的动作,并采用CAN总线与机器人主控系统联接以发送传感器信息和接受控制命令.文中详细论述了系统的工作过程及其软硬件实现方法,实验结果验证了系统设计的正确性.     

吸尘机器人控制系统设计

介绍一种基于ARM7微控制器的清洁机器人控制系统.该系统实时性高,功能完备.包括控制器、传感器部分、电机控制部分和人机接口部分.由碰撞传感器、超声波传感器和接近传感器来探测周围的环境,由直流电机带动两个驱动轮旋转,结合旋转编码器的反馈信息进行路径规划.经过实验证明了设计的可靠性,实现了清洁机器人的自动清洁行走功能.     

基于虚拟样机技术的外骨骼机器人机构设计

为了提高人类的负重能力,并降低人类在行进中的能量消耗,设计了一种液压驱动的可穿戴外骨骼机器人,进行了机构设计并确定了液压系统的关键参数,其中腿机构设计是关键部分。通过数学公式分析了外骨骼机器人腿部受力,并对外骨骼机器人简化模型进行虚拟仿真,确定各关节运动所需的力矩。在此基础上,完成了机器人机构和液压系统设计。最后通过虚拟样机技术,验证了机构设计参数选取的合理性及所确定的液压系统满足设计要求。     

机器人用指形触觉传感器

<正> 近年来,机器人用以获取外部环境信息的重要知觉形式之一的触觉逐渐引起了人们的重视。有资料表明,在人所获取的外界信息中大约有百分之七十来自视觉,百分之二十来自触觉,由此可知,触觉对人的重要作用。对机器人来说,触觉传感器有着视觉传感器无法实现的功能,如它能感知物体的柔软性、滑动性、表面纹理、温度等表面信息。尤其是在光线很弱、空间狭小等视觉传感器无法工作的场合,触觉传感器以其轻巧、灵活无须外光源成为获取信息的主要方式。另外,机器人触觉的研究涉及到许多领域和技术,如机     

6自由度机械臂远程控制系统研究

机器人控制技术在全球范围内飞速发展,人与机器人之间的交互方式正朝着方便、直观的方向发展。通过体感表征操作人员的骨骼和腕部信息,可以为机器人的远程操控提供必要的控制信息。该文融合视觉和可穿戴体感,研究了交互式6自由度机械手臂控制系统,使用人体肩、肘的旋转角度和握拳动作,来分别控制机械手臂的6个关节和抓取;并构建了分布式远程操控实验平台,数据和指令通过无线方式进行传输。实验结果表明,采用融合视觉和可穿戴体感的交互式机器人能有效直观地控制机械臂进行物体抓取。     

基于多传感器数据融合的助行机器人防摔倒技术研究

助行机器人为行动不便的老年人提供了身体支撑和行走辅助。在此设计的助行机器人防老年人摔倒系统将人体在站立、行走、摔倒等状态所获得的触滑觉信号、角速度信号、加速度信号作为神经网络的训练样本和试验样本。首先在信息层将一种传感器采集的单一信号送入局部决策器,进行局部处理后再送入融合中心综合决策,形成多传感器数据融合的防摔预测研究,并进行了相关仿真。仿真结果表明该系统可靠,对实现满足老年人在户外独立、安全行走需求的机器人开发提供理论及实验依据。     

智能灭火机器人的设计与实现

根据国际灭火机器人的比赛规则,给出灭火机器人的软硬件设计.该系统硬件设计是以嵌入式ARM966E-S为核心,科学布置6个红外测距传感器,实现远红外火焰传感器组,能够快速精确检测环境.并采用双电源供电,直流电机驱动.而系统软件设计采用优化的避障、灭火算法.实验证明,该设计大大提高系统的实时性、快速性和可靠性.机器人搜寻4个房间并完成灭火用时8 s左右,达到国际先进水平.     

基于单片机及传感器的机器人设计与实现

本设计基于单片机及多种传感器,完成了一个自主式移动机器人的制作。单片机作为系统检测和控制的核心,实现对机器人小车的智能控制。反射式红外光电传感器检测引导线,使机器人沿轨道自主行走;使用霍尔集成片,通过计车轮转过的圈数完成机器人行走路程测量;接近开关可探测到轨道下埋藏的金属片,发出声光信息进行指示,并能实时显示金属片距起点的位置。     

激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统

以提升机器人位置跟踪精度为目的,设计激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统。该系统利用激光雷达传感器、方向传感器、里程计获取机器人位置距离信息、方向信息和移动里程信息后,利用MC9S12XS128微控芯片连接RS232通讯接口,将该信息传输到ARM嵌入式处理器内;用户通过与Ubuntu/Debian,操作系统环境人机接口相连的LCD显示屏,调用ARM嵌入式处理器内机器人位置距离、方向等信息后,通过启动位置跟踪单元内的基于类圆弧机器人识别的自适应位置跟踪算法程序,实现器人移动位置跟踪,并利用基于视觉技术的地图生成单元,生成机器人运行位置环境地图。实验结果表明：该系统跟踪机器人位置反馈时间最短仅为12 s,具备较好的实时性;在跟踪机器人简单移动位置和复杂移动位置时的跟踪线路与实现线路几乎重合,具备较强的机器人位置跟踪能力。     

一种可穿戴人体运动轨迹测评装置的液晶显示设计

基于TMS320F28335设计了一种人体运动识别与测评装置。利用运动传感器MPU6050获取人体运动姿态数据,并与标准数据相比较,能够实时提醒使用者动作的规范程度。独特的可编程教练模式,能够现场采集和处理标准数据,适用于体育训练和患者康复。该装置使用串口LCD作为显示模块,能够显示所测人体运动的加速度、角度和人体运动轨迹的测评与分析结果。给出了系统液晶显示电路的硬件设计和软件流程图。实验结果表明,所设计的显示电路模块接口简单,使用方便,体积适中,能够满足可穿戴人体运动轨迹测评的显示要求。