参赛手动机器人性能初探

依据大学生机器人大赛的规则,对参赛手动机器人提出了主要技术指标,并对行走机构、抓取机构和控制系统的方案进行了分析研究,详细阐述了机械结构的特点和控制系统的功能。手动机器人的稳定、可靠、实用的性能通过比赛已得到验证。     

基于SOPC的切割机器人实时图像处理系统的研究

图像实时处理和分析是切割机器人的关键,本文基于SOPC的视频图像系统,利用内嵌NiosII软核处理器来实现图像的采集和处理。该方案在单片FPGA芯片上实现了整个图像处理系统的功能,依靠其大规模芯片容量、并行预算能力和软件可编程特点,实现了切割机器人的集成度、实时性和灵活性。     

机器人装配自动线集散控制系统

本文介绍一个用于吊扇电机装配的机器人装配自动线的集散控制系统。该控制系统由一台ＡＳＴ３８６／ＳＸ微型计算机，一台Ｃ２００Ｈ可编程控制器（ＰＬＣ），八台Ｃ系列小型可编程控制器（ＰＬＣ），五台机器人控制器和三台ＭＣｈ－５１单片微机组成。该系统实现了对机器人装配自动线的作业任务的执行控制，作业协调控制，运行状态的监控和生产报表的统计与输出。文中还介绍了集散控制系统的硬件设计和软件设计。     

新型仿生介入机器人推进方式

生物管腔中运行的微型机器人驱动机理研究是当前机器人研究的一个热点．为研究适合于充满液体的生物管腔的微型管道介入机器人，基于精子的运动原理，提出一种机器人游动推进方案，建立了游动机器人动力学模型，对该推进方式进行了仿真分析计算．为证明该推进方案的可行性，制作了一个大尺度的机器人实验样机模型．实验表明：实验的结果符合理论的规律，从而证明理论的正确，该推进方式是可行的．     

基于红外传感器的新型机器人敏感皮肤

阐述了基于红外传感器机器人敏感皮肤的设计方法.为快速准确地采集大量的传感器数据,系统采用数字信号处理器(DSP)作为主处理芯片,外围电路由复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现,多路高速数据采集使用并行方式处理.应用光强法测量敏感皮肤与障碍物间的距离.实验结果表明:该敏感皮肤提高了机器人对未知环境的感知能力,解决了机器人实时避障的首要问题.     

FPGA／CPLD可编程逻辑器件的在系统配置方法

讨论了基于SRAM技术的CPLD／FPCA可编程逻辑器件的编程方法，并以ALTERA公司FLEX10系列器件为例，提出了一种利用微处理器对可编程逻辑器件进行在系统多方案配置的实用方法。该方法成本低廉、简单易行，能在系统复位或上电时自动对器件编程，不仅有效的解决了基于SRAM的CPLD／FPGA器件掉电易失性的问题，而且使单一芯片可以具有多种逻辑功能，实现了该类器件逻辑功能的在系统多方案的灵活配置。     

悬臂搬运机器人

阐述了悬臂搬运人的机构组成,工作原理,讨论离以可编程控制器为核心的机器人控制系统,控制软件中一些方法和技巧对其它工业顺序控制问题具有一定的参考价值。悬臂搬运机器人在中山森莱公司电池极板生产线上的实践应用表明,该机器人具有结构精巧,控制可靠,运行平稳,价格低廉的特点,适于在电池,电镀,热处理,堆垛等行业推广。     

基于焊接机器人的自动化控制系统的设计

焊接机器人是一种专门从事焊接的工业机器人,是可编程的自动化控制操作机,由于其特殊的用途,降低了对工人技术的要求等特点,广泛应用于汽车焊接及其零部件生产中。控制系统是机器人极其重要的组成部分,通过对硬件、软件的研究与设计,构建了焊接机器人控制系统,通过测试与试运行,完全符合特定产品工业生产的需要。     

自动扫查爬壁机器人系统及调整运动

高压容器的焊缝常存在边界未熔合、未焊透、裂纹等问题，一般利用超声波串列扫查方法对焊缝进行无损检测．介绍一种用于化工容器在役检测的新型超声串列自动扫查爬壁机器人，并着重阐述了其机械结构及位置调整运动控制算法．该爬壁机器人采用磁轮吸附小车的行走方式、利用磁带进行导航和光纤传感器检测机器人状态，具有结构紧凑、导航性能好、位置调整方法可行和定位精度高等特点．实验证明该机器人方案可行，效果良好．     

基于FPGA/CPLD的光纤陀螺仪的温度信号采集

介绍了一种光纤陀螺仪（FOG）的温度信号采集方案，该方案利用可编程控制器件（FPGA／CPLD）同模拟开关相结合实现了对多路陀螺温度信号进行轮换采集和处理，对传统数字信号处理必须采用多路并行采集电路的方法加以改进．该方案稳定性高，造价低，灵活性强，并已运用到实际，取得良好效果．     

竞赛用投篮自动机器人机构运动分析

为参加全国大学生机器人电视大赛，研制了投篮自动机器人。根据机器人的工作任务和环境，确定了投篮自动机器人的主要技术指标，对机器人在投球过程中机械臂的运动做了分析计算，并对完成投球动作的随机事件做了概率分析，为机器人的设计及控制系统的设计提供了依据。     

空间机器人关节轨迹运动的一种鲁棒变结构控制方法

讨论了载体位置与姿态均不受控制的自由浮动两杆空间机器人系统的控制问题 .系统动力学分析结果表明 ,结合系统动量守恒及动量矩守恒关系得到的系统动力学方程将为系统惯性参数的非线性函数 .借助于增广变量法 ,即通过适当扩展系统的输入与输出可以得到一组控制方程 ,它们可以表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数 .在此基础上 ,对于机械手末端载荷参数不确定但误差范围可确定的情况 ,设计了关节空间轨迹跟踪的鲁棒变结构控制方案 .仿真运算 ,证实了方法的有效性 .     

双臂空间机器人惯性空间轨迹的非线性反馈跟踪控制

讨论了载体姿态及位置均不受控制的自由漂浮双臂空问机器人系统的轨迹控制问题.首先,根据双臂空间机器人系统的动量、动量矩守恒关系及系统的Jacobian矩阵,得出机械臂末端抓手加速度与关节角速度、角加速度的关系.然后,根据Roberson-Wittenburg方法推导出系统动力学方程.以此为基础,设计了自由漂浮双臂空间机器人系统机械臂末端抓手惯性空间轨迹的非线性反馈跟踪控制方案.仿真结果证明了上述控制方法的有效性.     

非结构型不确定性机器人的鲁棒控制

本文研究具有非结构型不确定性机器人的鲁棒控制问题，提出了一种新的鲁棒控制方案。控制器由两部分组成：第一部分为基于标称模型设计的计算力矩控制器；第一部分为基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法设计的鲁棒补偿控制器，其作用是消除不确定性对跟踪性能的影响．本文证明了闭环系统的全局收敛性、仿真结果表明本方法对于存在外扰和模型不确定性的机器人系统是十分有效的。     

一种考虑不确定性双臂机器人的鲁棒协调控制方案

研究了双臂机器人操作工件运动过程的动力学鲁棒协调控制,在载荷优化分配的基础上建立了系统的动力学方程.针对双臂操作系统动力学模型的不确定性,基于计算力矩结构提出了一种鲁棒协调控制方案,该方案能有效克服系统的不确定性影响和抖振,使得工件运动能较好地跟踪期望的运动轨迹,而当工件匀速运动时能保证内力跟踪误差有界.对平面双臂机器人操作工件的协调运动进行算例仿真.理论分析及仿真结果证明了控制方案的有效性.     

一种自主移动机器人智能导航控制系统设计

提出一种实用的自主移动机器人智能导航控制方案,以研制的模型样机HN-9为例,阐述了其具体实现技术.机器人采用扫描式超声波实现作业环境的探测,基于码盘和电子罗盘的组合导航子系统实现定位估计,利用模糊决策子系统产生反应式智能导航控制行为.仿真实验及模型样机的实际运行效果验证了该系统构成的可行性.这种模块化的低成本设计方案便于在移动机器人的嵌入式控制系统上实现,便于对已有移动机器人系统进行改造以实现自主导航功能,用以提高操作机动性与可靠性.     

可变执行机构智能教学移动机器人系统原型及应用

提出一种基于BASIC Stamp2的可变执行机构移动教学机器人设计方案.通过在同一机器人底架上设计不同的行走机构,使功能扩展与制造成本之间取得平衡,系统各项功能测试验证了软硬件设计的可行性.结果表明:所建立的系统不仅丰富了传统教学机器人的功能,同时有效降低了重复设计不同运动机构的成本.     

基于现场总线的机器人和PC机之间通信与控制的实现

介绍柔性制造单元(FMC)中的通信方案，给出了基于现场总线(PROFIBUS)的机器人和PC机之间通信与控制的具体实现方法．利用ANYBUS-S现场总线从站模块XFB01成功地实现了MOTOMAN机器人与PROFIBUS总线的互连．     

基于CPLD的移动机器人导航系统设计

目前,自主行走机器人在众多领域发挥了越来越重要的作用。如在救援应用中,自主行走机器人能够深入到人类难以到达的地方获得很有价值的信息,从而为救援工作提供极大的帮助,挽救人的生命和财产。本文以救援机器人在为基础,设计了一种基于单片机的超声相控阵导盲避障系统,主要介绍系统的架构和超声相控阵导盲的实现方法。系统的主控芯片采用STM32,利用CPLD实现相控阵信号在空间的聚焦。该设计能够对地形进行简单探测,得出移动机器人可以通过的通道。该导航避障系统性能稳定,成本低,易于实现。     

一种机器人动力学控制方案

在实现机器人手臂非线性解耦的基础上,提出一种动力学控制方案和改进方案,后者能自动适应对各种不同运动轨迹的跟踪.该方案针对Motoman-L10W焊接机器人进行了数字仿真试验,其结果显示了所设计的控制器具有良好的动态跟踪特性和鲁棒性.此外,还进一步探讨了实现控制算法的可能性.