机器人技术应用课程配套实验装置的研制

设计了机器人技术应用课程配套的实验装置,该装置是一个多功能循迹机器人,可作为课程实验平台也可用于创新大赛或青少年机器人开发等竞赛。介绍了多功能循迹机器人硬件电路设计、结构布局和控制软件设计,重点介绍了循迹子程序设计。多功能循迹机器人有两种工作模式,循迹模式下自动跟踪轨迹线,遥控模式下人工干预机器人动作,两种模式可任意切换,学生在机器人设计、组装、编程过程中学习了知识,锻炼了技能。     

基于模拟CCD传感器和图像矫正的自循迹机器人设计

设计了一种基于模拟CCD图像传感器和图像透视矫正算法的自动循迹机器人。分别完成了机器人的总体设计和软硬件设计。该循迹机器人以32位单片机MK60DN512ZVLQ10为主控制器,采用模拟CCD摄像头获取黑色引导线信息,并转化为有效的舵机和电机控制量。为提高控制精度,利用PID控制算法实现机器人的闭环控制。由于采集的图像存在梯形失真,所以利用图像透视变换对原始图像校正,实现机器人精确的循迹。测试结果表明:该循迹机器人对场地适应性强,具有低成本、低功耗等优点,在核辐射和高压电等特殊环境下有很大的使用价值。     

基于模糊PID控制算法的导盲机器人研究

结合PID控制对线性定常系统控制的优越性和模糊控制器对复杂非线性系统的有效控制,设计了一种基于模糊PID控制算法实现导盲机器人的避障循迹控制。导盲机器人采用乐高套件搭建而成,避障环节设计采用超声波传感器检测障碍物信息,控制器采集障碍物信息及机器人行驶速度信息,利用模糊PID算法实现避障;循迹环节为克服遇机器人转弯或高速行进时一般PID控制算法稳定性差的不足,采用实时跟踪偏差和偏差变化率来修正PID控制的各个参数,实现对机器人的导航控制,其中机构采用红外传感器进行识别检测。实验结果表明,利用改进算法进行导盲机器人的避障循迹控制,能够极大的提高避障的准确率,精准的循迹。     

基于激光投影循迹系统的机器人导航

为了提高服务机器人室内导航的稳定性和效率,基于智能空间技术搭建了激光投影循迹系统.在室内天花板安装二自由度云台,其上安放激光器.服务器进行路径规划,生成云台转动命令,通过无线网络发送到云台;云台转动带动激光器投射出光斑;机载摄像机识别光斑,指引机器人完成导航任务.系统降低了机器人对超声、红外等传感器的依赖程度,并可实现...     

基于ATmega 2560的智慧快递机器人设计

为有效促进对自动化专业创新性人才的培养,学科竞赛是一种能较好地促进实践环节教学的手段,能够"以赛促教"和"以赛促学"。根据2017年江苏省大学生机器人比赛要求,设计了一款智慧快递机器人,并获得二等奖。该机器人硬件包括四个部分,分别为控制电路部分、循迹部分、避障部分和投掷部分。其中,控制电路部分采用ATmega 2560单片机作为控制器;循迹部分采用红外对管作为循迹传感器;避障部分采用超声波和红外传感器作为避障传感器,投掷部分采用机械臂实现投掷。机器人能够智能避障,自行将包裹从起点运送到终点后,准确投掷到快递箱内并返回到起点继续实现下一轮快递功能。     

基于STM32单片机的六足巡检机器人设计研究

针对传统的巡检机器人运动局限在二维平面，不能从事复杂地形巡检工作的问题，系统采用了舵机控制的六足机器人的结构，并研究了STM32单片机控制六足机器人的方式，舵机控制器的控制调试原理、六足机器人的结构、硬件搭建和软件控制。为了让六足机器人具备避障、循迹、自动识物的功能，采用了超声波测距技术、蓝牙、WiFi无线传输技术、摄像头控制技术，并完成了相关的实验调试。调试结果表明：六足巡检机器人控制范围为40 m以上，超声波测距精度为3 mm，舵机的控制精度为0.24°，可以很好地完成避障、循迹等任务，具有稳定性高、适应性强等优点，在实际应用中取得很好的成效，有着广泛的发展前景。     

机器人云与机器人学校

 在人工智能与机器人领域,融合智能和情感的研究提出了先进智能机器的概念,未来先进智能机器将应用服务于社会、家庭、个人等方面。从云计算、先进智能机器、人机人互动角度,阐述了机器人云概念,以及如何建立机器人云的理论框架和技术蓝图。提出了机器人学校概念,在机器人学校概念框架下,阐述了机器人学校的运行机制、机器人学位及其能力认证,机器人学校对未来社会发展、科技进步、人机关系的影响。     

基于MCS-51控制的循迹机器人设计

单片机作为电子控制技术的一个重要分支、嵌入式系统的核心,广泛应用于工业控制、智能仪器、家用电器、智能产品等领域.而循迹车是一种无人操纵的货物搬运设备,是自动化工厂重要的运输工具之一.本设计继承了以上思想,运用MCS-51单片机和红外传感器结合,不仅实现了智能机器人在黑白相间的轨道上自动循迹功能,而且添加了远程遥控功能,不仅可以使用遥控控制智能机器人的停走,并且该功能可以切换正在循迹的智能机器人,使其听命于操纵者.实现自动循迹与遥控一体化,设计结构简单,容易实现.     

智能挂弹机器人结构设计与举升机构仿真分析

针对目前军用机场传统液压挂弹系统作业时间长、人力成本高、挂载精度低等问题,为提高挂弹作业效率,推进我国地面保障设备智能化、电气化发展,大力提高我国战时地面保障综合能力,设计了一种智能挂弹机器人。首先完成了智能挂弹机器人的机械结构总体设计;其次对智能挂弹机器人最关键的举升机构进行了静力学和运动学分析,建立起举升机构力矩平衡方程和运动学方程;随后通过ADAMS仿真计算举升机构在作业过程中的推力变化以及末端托盘速度变化情况。分析结果显示,所设计的举升机构各项性能达到预期要求,同时仿真结果也为智能挂弹机器人的举升电力系统设计和选型提供了可靠的数据支持。     

基于视觉引导的Baxter机器人运动控制研究

高速和高精度的传统工业机器人已经广泛应用于制造业,但是传统工业机器人只能工作在结构化及封闭的环境中,从而限制了其应用领域。能够跟人协作互动、本质安全的智能协作机器人突破了传统工业机器人的环境限制,具有广阔应用前景。采用最新的智能协作机器人Baxter作为平台,介绍了双臂智能协作机器人Baxter的系统组成,分析了机器人操作系统(robot operating system,ROS)的通信机制,设计了基于视觉引导的智能协作机器人运动控制软件。机器人控制软件由视觉定位软件模块和手臂引导抓取软件模块组成,通过ROS的消息主题机制及ROS服务器来实现机器人手臂运动控制。实验结果证明,设计的控制软件能够准确控制Baxter机器人识别和抓取目标物体。     

基于感知-行为模式的地面探索机器人的行为设计

以美国麻省理工学院的LEGO机器人为原型,设计基于感知-行为模式的智能型地面探索机器人,该机器人能自动实现前进、后退、转弯、避障等功能,在人工控制下还具有部分自学习能力。实验表明,智能型地面探索机器人的设计达到了预期的效果。     

清华机器人足球队的结构设计与实现

为建立一套新型的机器人系统 ,以满足机器人足球比赛的要求 ,设计并实现了清华机器人足球队。在介绍国际机器人足球比赛 (Robo Cup)环境的基础上 ,按照智能程度由低到高的顺序 ,论述了从动作层到决策层的实现方法。包括机器人的整体结构 ,运用多层前馈神经元网络学习个人技术 ,运用优先级方法设计机器人的顶层决策算法来实现多个机器人的合作与对抗。机器人系统完全满足 Robo Cup比赛的要求 ,并在中国 Robo Cup2 0 0 0锦标赛中取得了好成绩。对国内相关领域的研究以及兄弟院校开发机器人足球队具有重要意义     

教学机器人的设计与实现

介绍了华东师范大学按照国家教育部制定的“普通中学技术课程标准”设计的教学机器人模型．该机器人模型可用于中学单片机应用的教学,其主要特点为：用模块学习取代芯片学习,解决中学生缺乏计算机硬件和电路基础知识的困难;用软件仿真和程序下载相结合的方法,解决教学机器人制作必须使用单片机开发设备的问题．     

骨科手术机器人技术发展及临床应用

 骨科手术机器人是推动精准、微创骨科手术发展的核心智能化装备,是骨科手术发展的趋势,已成为国际研究热点。本文介绍了骨科手术机器人的发展历程及国内外典型的骨科手术产品,重点介绍自主研发的天玑骨科手术机器人的研发历程及技术优势。天玑骨科手术机器人是国际首台通用型骨科手术机器人产品,可完成包括四肢、骨盆及髋臼创伤,脊柱退行性疾病在内的的多种骨科手术,定位精度及性能指标达国际领先水平,获中国医疗外科机器人Ⅲ器械注册证。同时,对骨科手术机器人的发展趋势进行了预测及分析。     

基于ROS的移动机器人控制系统实现机制与方法

ROS是目前广泛采用的开源机器人控制软件架构平台,本文采用ros_control实现机制,设计了移动机器人控制架构,通过不同参数配置文件和定制化硬件接口协议,实现了适应不同硬件配置的移动机器人差速运动控制。     

下肢康复训练机器人

下肢康复训练机器人能够使患者模拟正常人的步伐规律作康复训练运动，锻炼下肢的肌肉，恢复神经系统对行走功能的控制能力，达到恢复走路机能的目的，该机器人由步态控制系统、姿态控制系统、重心控制机构等部分组成，介绍了下肢康复训练机器人的总体结构、计算机控制原理以及由PWM实现的I／O接口电路。     

解释学习在机器人过程控制中的应用

机器人过程控制是智能机器人系统的一个特别重要而又十分复杂的研究课题。本文将解释学习应用于机器人过程控制，为之开发了一种新的方法。仿真结果表明，该方法可行、有效。同时，还尝试了将Ｐｒｏｌｏｇ语言作为机器人过程控制的运行机制的形式化表达工具的可能性。     

自适应卡尔曼滤波器在机器人控制中的应用

机器人控制系统在实际工作中不可避免地要受到随机噪声的影响,当噪声的统计特性已知时,可以考虑采用常规Kalman滤波以抑制随机噪声对控制性能的影响;但当噪声的统计特性不完全已知时,常规Kalman滤波的滤波性能会下降甚至会引起发散。根据机器人的动态特性,设计了一个自适应Kalman滤波器,并对该滤波器应用于机器人控制系统进行了仿真实验研究。仿真结果表明,所设计的滤波器能够较好地抑制方差和均值未知的测量噪声对机器人控制系统的影响,控制系统的动态性能得到了较大的改善。     

机器人柔性装配单元的设计

机器人柔性装配单元是实现多品种、中小批量产品装配自动化的有效技术途径．该文在对机器人柔性装配单元中机器人、夹持器装置选择的约束条件进行型式化描述的基础上,以制造成本最小为目标,建立了满足装配任务精度要求的机器人柔性装配单元优化布局的数学模型．最后,通过具体生产案例对提出的方法和模型的正确性、可行性进行了验证．