移动机器人自主定位和导航系统设计与实现

为实现未知环境下,移动机器人自主定位和导航,构建精准的环境地图,提出移动机器人导航系统设计方法。采用蒙特卡洛算法对机器人进行定位,通过栅格地图扫描匹配方法进行地图构建,利用Dijkstra算法对当前地图进行路径规划。将上位机和下位机串口通信,把上位机路径规划的Twist消息发送给下位机,采用底层控制器来控制电机,实现移动机器人自主运动。实验结果表明:在实际环境中,移动机器人能够从起始点出发,自主绕过障碍物到达目的地,验证了该移动机器人自主导航系统设计方法的有效性。     

基于激光SLAM的移动机器人导航算法研究

定位技术是机器人技术中导航控制和路径规划的关键问题,传统定位方式采用全球定位系统(GPS),难以完成精准的定位导航功能,不依赖于GPS的定位导航方法是目前机器人领域的研究热点。提出一种基于激光雷达采集的点云信息帧间匹配方法,根据改进式激光点云数据的位姿估计算法,结合非线性优化进行了校正和优化,完成移动机器人对未知环境的精确定位。通过ROS机器人操作系统搭建实验平台,对改进算法进行验证,证明改进后帧间匹配算法的建图和定位效果对应的鲁棒性与定位精度效果更佳,可满足工程要求。     

冗余自由度弧焊机器人路径自主规划的优化控制

提出了冗余度弧焊机器人及其路径自主规划的概念,讨论了在机器人焊接作业中引入冗余自由度的意义,运用控制变量法作为解决弧焊机器人冗余的优化问题方法,提出了包括焊接姿态参数在内的多性能指标融合控制方法,定义了焊接姿态参数函数,运动位置约束函数,运动平稳性函数,针对空间复杂焊缝,运用该路径自主规划方法求得的各关节角变化范围小,机器人运动过程平稳,远离关节极限位置,并且能够满足焊接质量的要求,有效地解决了冗     

基于ROS的消毒机器人控制系统设计与实现

针对公共卫生领域消毒机器人存在开发成本高、维护性差等问题,提出一种基于机器人操作系统(ROS)的消毒机器人控制系统方案。该方案基于分层控制的理念将消毒机器人的控制系统分为用户层、决策层以及执行层,各层次功能明确,耦合性低、复用性好、灵活性高。用户层主要用来接收用户的应用指令,起到人机交互的作用;决策层主要承担机器人语音识别、定位与导航、路径规划等核心预算;执行层主要执行决策层发送过来的控制指令,控制机器人运动以及消毒工作。试验结果表明,该控制系统具有可靠性高、灵活性好、低成本等优点。     

工业机器人离线编程及无碰撞路径规划系统的开发研究

基于柔性制造单元中的ＩＲＢ３４００型工业机器人,开发了离线编程和无碰撞路径规划的软件系统。软件应用后,可提高编程效率及有效防止碰撞的发生。     

基于模糊控制的自主寻迹机器人研究

通过对自主寻迹机器人进行运动学分析,建立起机器人线速度、角速度与驱动电机速度的关系,设计了前后对称的寻迹传感器阵列,提出用模糊控制算法来进行运动路径的识别。经试验验证,该方法效果良好。     

机器人路径规划方法的研究进展与趋势

对机器人路径规划的研究进行了概括和总结,阐述了机器人全局路径规划方法、局部路径规划方法及混合方法的研究现状、特点和主要成果,指出了其今后的发展方向及研究重点。     

机器人视觉伺服及路径规划的研究现状与发展趋势分析

介绍了视觉伺服系统的结构和主要研究内容、讨论了基于图象的视觉伺服和基于位置的视觉伺服：针对视觉伺暇系统发展中的路径规划和视觉伺服系统的鲁捧性问题重点进行了阐述。最后分析了发展趋势。     

自主导航巡逻机器人的行走系统研究

研制了巡逻机器人的行走系统，包括导航系统和双电机驱动系统和控制系统。首先介绍了巡逻机器人的导航系统，包括循线子系统和超声波测障子系统，然后研究了机器人的驱动系统，包括转速检测子系统和驱动电路子系统，最后介绍了行走系统的控制系统结构。根据实验结果证明系统性能良好。     

拱泥机器人路径规划研究

对拱泥机器人进行了运动学分析，建立了运动学模型，并进行了路径规划。利用MATLAB建立了拱泥机器人的运动学模型，并进行了仿真。     

基于ROTSY的弧焊机器人离线编程

以MOTOMAN-UP6弧焊机器人和SGMDH-12A2A-YRB变位机为试验平台.将离线编程软件ROTSY、计算机与机器人通信软件MOTOCOM32和校正软件MOTOCALV32组成一个弧焊机器人离线编程系统,实现了机器人和变位机的联动离线编程.通过复杂的马鞍形焊缝编程对所建立离线编程系统进行了验证.在实际运行过程中,焊缝上的点接近或处于船型焊或平焊的位置,焊枪运行平滑,始终对准焊缝,焊枪的姿态也始终符合实际焊接的要求.证明了本离线编程系统达到了设计要求.     

弧焊机器人系统协调焊接的路径放置规划

以RHJD4－1九自由度弧焊机器人系统协调焊接情况为研究对象，提出了以变位机冗余自由度为变量、以保证焊接路径规划成功为约束、以变位机运动变化最小为目标的路径旋转规划问题的规划模型，并以1200mm长直对接焊缝为例进行了仿真试验，结果证明该规划模型可以有效地实现由机器人和变位机组成的复杂系统的最优路径旋转规划。     

基于RobotStudio水槽打磨机器人工作站仿真设计

为解决不锈钢水槽四边焊缝自动打磨问题,基于SolidWorks设计了机器人末端执行器等设备,并基于RobotStudio搭建由砂带打磨机、IRB4600机器人、末端执行器等设备组建的水槽打磨机器人工作站仿真平台。根据不锈钢水槽的实际工况设计打磨工艺流程和规划打磨路径,创建打磨工作站的Smart组件并关联常用的I/O信号。利用TCP轨迹跟踪功能以及碰撞监控功能检验各个轨迹点及运动轨迹是否满足工作要求,调用计时器记录打磨时间。在仿真平台中通过离线编程仿真调试可以得到理想的打磨轨迹,供实际运行使用,有利于提高现场编程加工效率,提高焊缝打磨质量。     

全自主足球机器人的目标快速识别与定位

根据足球机器人比赛视觉系统的实际应用环境,对比分析了不同颜色空间的优缺点,采用HSI作为视觉系统的颜色空间,减弱了现场光照变化对视觉系统产生的影响,研究了在实际比赛场地条件下图像预处理和颜色阈值设定方法,采用声纳和红外传感器,结合机器视觉对比赛目标进行了快速识别和定位,实现了机器人的控球、带球和射门,比赛实验表明,该方法减少了运算量,提高了运算速度,进攻效果好.     

基于智能寻迹的清洁机器人控制系统

针对红外避障检测和绝对定位的局限性,对智能寻迹的清洁机器人进行研究。机器人采用超声波传感器配合伺服电机构成自动避障系统,对室内未知环境进行探测,并能有效克服红外检测的不足。在此基础上,提出了多路径融合规划控制算法,使机器人能够完成自主全区域覆盖行走。实验效果表明:该控制系统具有良好的响应特性和较好的清扫覆盖率,可连续长时间工作,且稳定性好。     

焊接机器人运动学仿真及控制系统研究

为了提高焊接机器人的编程效率并保证焊接质量,对机器人运动学仿真和控制系统进行了研发。首先采用D-H参数法建模并对焊接机器人进行了正逆运动学求解,然后通过构建焊缝坐标系的方法对相贯线的自动路径规划进行了研究,并利用PC SDK与机器人控制器进行通信。基于Visual Studio C#平台结合OpenGL实现了机器人的运动学仿真、自动路径规划和远程弧焊控制功能。最后通过RobotStudio对该系统的基本功能进行了验证,结果表明系统准确可靠且满足焊接机器人的工作要求,较大地提高了作业效率,为机器人仿真和远程控制系统的开发提供了解决方案。     

机器人模具抛光的研究现状与发展趋势

从机器人的本体结构和末端执行器的控制系统、模具抛光的工艺参数、固连于机器人末端的抛光工具和抛光路径规划等几个方面分别阐述了机器人模具抛光的研究现状,并介绍了机器人模具抛光系统的发展趋势。     

仿海鬣蜥水陆两栖机器人系统设计

为了满足军事中对水陆两栖可视环境的探测需求,以海鬣蜥为仿生对象设计一款适合水陆两栖环境的仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿海鬣蜥水陆两栖机器人的三维模型,并设计其控制系统。进一步对机器人爬行步态和游动步态进行设计和分析,通过STM32控制器控制舵机、电机、摄像头等执行部件,实现了仿海鬣蜥机器人的陆地爬行和水中游动。通过样机实验验证了该仿生机器人运动灵活、系统运行稳定,具备良好的水陆两栖环境运动和探测能力。     

冗余度弧焊机器人位置优化建模及算法

围绕大型冗余度(11自由度)机器人工作站的路径规划,提出龙门架机座的位置优化问题,分析并建立了该问题的多目标优化数学模型.采用遗传算法为优化方法,建立了问题的适应度函数,并提出一种动态系数法解决多目标优化问题,基于C 和matlab混合编程设计实现机器人机座优化的遗传算法程序,基于该算法进行了仿真试验验证,试验基于3自由度龙门架和6自由度机器人,焊接某工件上两圆管垂直相贯形成马鞍形空间焊缝.结果表明,通过该算法可以快速找到机器人机座接近目标最优解,提出的多目标优化函数和算法保证了机器人关节运动平稳性.     

焊接生产线中COMAU机器人路径规划的研究

针对COMAU机器人系统的无碰撞路径规划问题,通过动态规划法解决了焊接无碰撞路径的规划,有效解决了焊接路径中碰撞和最短路径问题,实现了机器人路径的最优化。此外,把障碍物简化为一般多面体研究,解决了在多机械手系统中障碍物在机械手运动过程中产生机械干涉的问题,具有一定的科学理论基础和重要实用价值。