仿生球形两栖机器人多机协同控制系统设计

为了实现球形两栖机器人的多机协同控制系统,利用无线控制的方式,实现上位机对多台机器人的编队控制及远程控制,从而对球形两栖机器人进行组队完成作业规划并统一控制。通过对通信控制协议的编写,拟建立XBee通信模块与单片机之间的系统连接,并且XBee模块之间也可以进行通信,编写串口通信协议,通过上位机对多个球形两栖机器人进行一对多的多机协同控制。上位机采用图形化的编程软件LabVIEW给无线通信模块XBee的发射端发送控制信号,对下位机上装有XBee模块接收端的多机器人进行协同控制。实验证明,本文设计的多机协同控制系统能对多个机器人进行协同控制,实现不同机器人完成不同任务并协同工作的要求。     

基于DS18B20的多路无线温度检测系统

设计了一种基于DS18B20数字温度传感器、MSP430F149微控制器和NRF24L01无线收发模块等的多路无线温度检测系统,并给出了系统硬件设计和软件流程,在上位机程序中引入了数据库,最后分通道存储和显示.除此之外,还将下位机和上位机进行分开设计,下位机可以独立完成整个系统的基本功能,系统的可扩展功能由上位机及PC...     

面向核聚变舱探测的遥操纵蛇形机器人系统

为了监测核聚变试验装置的日常运转状况,代替人类进入舱内完成探测作业任务,设计一种具有蛇形多关节结构的遥操纵机器人系统.该系统由前端的双重观测机构、中部的多个悬空机械臂和后端的直线轨道推进装置组成.通过对系统各部分的结构设计及功能分析,确立了组合式悬空机械臂各关节的主要参数指标.对机器人系统的探测工作空间以及机械臂的运动和力学特性进行了仿真分析,实际构建了机器人原理样机以及核聚变舱的模拟几何环境.对原理样机的基本运动及观测性能进行了实验测试,测试结果验证了所设计的机器人系统的可用性和有效性.     

铝电解槽爆炸焊钢板和阴极钢棒窄间隙自动焊接机器人

针对铝厂特殊环境所研制的焊接机器人以控制系统为核心,由移动平台、机械臂和焊接装置组成。该机器人的运动控制系统由下位机和上位机组成:下位机采用运动控制器MC464来实时控制伺服电机;上位机采用平板电脑用于人机交互,采集摄像头数据,以及与焊机和手脉通信。机器人可处于示教和再现2种工作模式。研究结果表明:该机器人可完成电解槽中阴极母线和爆炸焊钢板的多层多道自动焊接,大幅度降低连接处压降,不仅节能减耗,而且可以保障电解槽电流均布,有效提高电解槽寿命。     

基于ADAMS的双臂作业机器人的运动学分析及仿真

对双臂作业机器人的协调控制问题进行分析,采用D-H法在直角坐标系下建立了机器人双臂联合运动学模型。通过在机械臂的每个连杆机构上建立坐标系,得到主机械臂的D-H参数,解出主机械臂运动学正解。在已知约束条件下,通过在末端执行器上添加点驱动,规划单臂运动路径。借助ADAMS软件运动仿真,在后处理模块中得到主机械臂各个关节角度随时间变化的曲线图,曲线过渡平滑,角度变化在预先设定的转角范围内,满足操作任务要求。     

基于nRF24L01与SD卡的双轮小车研究

双轮机器人作为现代科技的典范而被人们广泛的研究,以参加第七届"飞思卡尔杯"全国大学生智能汽车竞赛的双轮模型车代替双轮机器人作为研究对象,设计了一种基于nRF24L01无线模块和SD卡的集遥距控制、状态监控及数据存储为一体的综合系统。该系统利用飞思卡尔公司生产的MC9S12G128单片机作为双轮模型车的主控芯片,利用51单片机作为nRF24L01无线模块上位机端的数据收发控制芯片,利用Visual Basic编写上位机控制界面和状态显示界面,并利用SD卡存储各类数据。最终设计结果表明,一定空间范围内可以实现对双轮车的遥控、状态监测及其运行数据存储,并且整个系统体积小,操作简单,工作稳定性高,具有一定的实际应用价值。     

基于nRF905的油罐温度无线传输系统的设计

在石油化工控制、环境监测、现场监控等特定环境条件下,需要把采集到的温度信息通过无线方式上传到上位机。为此,设计了基于n RF905的温度数据无线传输系统。该系统采用数字温度传感器DS18B20采集指定地点的温度,并将采集到的温度信息传输到发送端单片机中,再传送至以n RF905为核心的无线数传模块,经无线传输模块处理后发送至接收端,接收端单片机通过串口将采集到的温度数据上传给上位机,上位机通过Labview对采集到的数据进行实时监测及报警。     

一种头部姿态控制型智能机械臂装置

为了帮助部分残障人士提高生活自理能力,设计了一种姿态控制型智能机械臂装置.该装置的前端监测模块以STM32F103微处理器为核心,使用MPU6050传感器采集头部姿态数据,处理后经WiFi送出;装置的执行控制模块则以STM32F407微处理器为核心,以WiFi模块接收采集数据,控制机械臂做出相应动作;装置还可以通过手机App,实现由语音识别控制整个装置的启停,以及机械爪的开合等功能.装置的各模块都通过无线局域网互联互通,安装灵活方便.经实际测试可见,通过头部运动及语音指令,该装置能够控制机械臂准确完成对物体的抓取、移动及释放等动作,达到了模拟手臂基本功能的效果.     

基于单片机的多功能机器人设计

本文采用MSP430F149单片机为主控,对整体的系统硬、软件框架,系统性能需求分析及设计原理进行了介绍.硬件方面讨论WIFI路由模块、四自由度机械臂、减速直流电机的控制方法,研究WIFI无线通信、车载传感器的原理与应用;软件方面主要包括对WIFI路由器、机器人主控MCU、上位机控制端的编程.经测试,本系统的实时性、可控性强,且满足多领域内对移动控制的需求.     

六自由度机械臂运动轨迹自动生成方法仿真与实现

运用运动捕捉系统,结合机器人运动学方法,提出一种六自由度机械臂运动轨迹自动生成方法.首先,在运动捕捉系统下得到人手臂末端的Marker标记点的位姿信息;然后,通过数据处理得到标记点的位姿矩阵,并将其作为机械臂末端执行器的位姿矩阵,进而通过数据流通道将该数据传入机器人运动学仿真系统,在仿真系统中运用代数解法求机器人运动学逆解,并进行运动学仿真.最后,将逆解求得的6个关节角度传入机械臂本体,实现机械臂末端执行器按照运动捕捉系统下手臂末端标记点的运动轨迹而运动.仿真实验表明:该方法具有可行性.     

基于GPRS的危险货物仓储环境实时监测系统

研究一种危险货物仓储状态实时监测系统,实现相关环境参数采集、发送和分析,对各种危险隐患实现预警并报告监控中心. 根据危险货物的特性,运用传感技术实时采集参数,并通过现场LIN总线网络将环境参数数据汇集到具有GPRS无线传输功能的现场主模块. 现场主模块利用GPRS网络将数据无线传输到监测中心的上位机,上位机应用程序对环境参数数据进行处理、显示、存储. 监测中心值班人员通过上位机应用程序可以动态掌握危险货物的仓储环境状态,从而有效预防事故的发生.      

基于nRF51822的汽车无线姿态测量系统设计

设计一种基于nRF51822芯片的汽车无线姿态测量系统;该系统以新型无线射频芯片nRF51822作为处理单元和无线发射模块,结合MPU6050传感器设计而成,两者之间通过I2C接口通信。nRF51822通过无线模块与上位机通信,上位机采用LabVIEW平台对汽车原始数据和姿态角数据进行实时显示、存储,实现一种高性能、低成本、低功耗的无线汽车姿态测量系统。实验测试表明:无线通信姿态测量系统实时性好、精度高,能够满足一般汽车姿态测量要求。     

基于单片机与LabVIEW无线运动监测系统设计

为准确、方便地获取个人在运动时的健康信息，采用STM32F103C8T6和ATmega328P单片机技术，设计一个包含心率、体温检测、计步和测距等功能的无线运动监测系统.整个系统由单片机主控模块、ADS1292R心电模块、LMT70A温度模块、MPU6050加速度传感器模块和NRF24L01通信模块等构成.NRF24L01通信模块实现上、下位机间的无线传输功能，上位机主要基于LabVIEW软件设计.经实际环境功能测试，设计的系统能稳定地采集和记录运动者的心电图、体表温度和步数等信息，总体测量精度达到94%;将心率与未经过卡尔曼滤波处理的测量值进行比较，平均误差减小了2.2%.     

基于Arduino的家用搬运机器人设计

随着社会的发展,家居老人越来越多,行动不便者已日益突显,针对家居环境中物体难以搬运的问题,设计了一款基于Arduino的家用搬运机器人。首先,依据系统预实现的功能,选择合理的芯片,确定系统的总体设计方案;其次,通过软硬件的结合,利用Arduino作为主控制系统,结合蓝牙通讯技术、机械臂、光伏充电技术等实现了机器人的远程控制,即可通过遥控设备将物品搬运到指定地点,机械臂可完成360°无死角选择并抓取物品,同时系统可进行太阳能自我供给电能;最终通过舵机角度调试、机械臂调试、电源调试、组装调试和软件调试等说明系统具有无线控制功能和良好的控制精度。     

基于Jetson Nano的智能果蔬采摘机器人设计

针对目前人工果蔬采摘成本较高且国内果蔬采摘机器人发展较慢问题,设计了一类智能果蔬采摘机器人。该机器人的设计采用Jetson Nano开发板进行效率更高的视觉识别(VI:Visual Identity)运算和处理方法,视觉识别使用YOLO V5s算法,运动控制应用五自由度机械臂的运动学正解进行分析并得出其运动学正解公式,进而得知机械臂活动空间,末端执行器采用夹持爪子以便各类果蔬的采摘。最终确定了较为清晰的果蔬采摘智能结构,结果表明,采用Jetson Nano开发板使视觉识别算法运算速率提高10倍以上,通过对正解公式的分析使末端执行器运动更为精准,在可接受偏差内较为完整的实现了果蔬采摘功能。     

可移动多维振动时效机器人设计与运动学分析

针对现有振动时效技术的不足,为解决多维激振作业的需求,设计了一种在3-UPU并联结构支架基础上串联3条机械臂的混联式多维振动时效机器人,拓展了末端执行器的自由度及工作空间。运用ADAMS对并联支架进行运动学分析;基于D-H参数(Denavit-Hartenberg parameters)对机械臂进行建模,并对串联机械臂进行正运动学求解,运用MATLAB对机器人机械臂Ⅱ的工作空间进行求解,解出激振器工作空间的范围。验证了机械臂末端执行器工作区间的可行性。多维振动时效机器人机械臂拥有良好的工作性能,提高了振动时效的工作效率,机械臂间相互协同满足多维振动时效的作业要求。     

考虑多故障同发的可重构机械臂分散主动容错控制

针对含有传感器故障及执行器故障的可重构机械臂系统的轨迹跟踪问题,提出一种基于滑模观测器的分散主动容错控制方法。通过引入一个新增状态将传感器故障等效为执行器故障,针对新系统构造滑模观测器,并用模糊神经网络去逼近可重构机械臂各关节间的非线性项及关联项,进而实现对不同类型传感器故障及执行器故障的重构。最后对2个不同构型的三自由度可重构机械臂进行仿真。研究结果表明:该方法不需进行故障诊断,通过实时重构故障,能够及时实现主动容错控制。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

单片机无线火灾报警系统设计

针对现有的分布式火灾报警系统投资大、安装麻烦、工程量大等缺点,设计了1种基于单片机的无线火灾报警系统。系统上位机采用AT89C51单片机作为主控芯片,可分为主控模块、存储模块、人机对话模块（包括液晶和键盘）和无线射频通信模块。系统下位机以PIC18系列单片机作为主控芯片,可分为主控模块、烟感探头以及无线射频通信模块。该系统具有很好的可靠性和实时性,具有广泛的市场前景。     

基于51单片机的温度遥测遥控系统

本文提出了一套无线温度遥测遥控系统设计方案，该方案将整个系统分成采集模块、数据处理模块、下位机显示模块、下住机报警模块，无线数据传输模块以及上位机管理模块。其中如何确保上位机和下位机之间各类数据传输的及时性和准确性是系统的一个难点，为此本文为上位机和下位机之间的数据传输设计了一套协议，经试验验证，该方案能够满足系统要求的各项指标。     

基于WSN的图像采集传输系统的设计

设计基于无线传感网的图像采集传输系统,该系统以支持ZigBee协议的CC2530模块为下位机主控模块,采用串口摄像头模块C328采集图像.上位机软件采用Visual C++6.0开发,实现图片浏览、拓扑显示、数据曲线、数据列表、错误日志等功能.为适应不同的传感器应用,为上位机与下位机之间的通信设计统一的帧格式.实验结果表明:该系统具有能耗低、自组织、易于扩展其他应用等优点,能很好地实现图像传输.