竞赛机器人小车设计的几个关键问题及解决

介绍了竞赛机器人小车的设计和具体实现。机器人小车以SST公司的SST89E564RD单片机为控制器，辅以传感器模块和驱动器模块。传感器模块采用的是反射式可见光传感器，利用达林顿管对反射光强进行放大。控制模块采用传感器信号来确定小车状态和辨认路线，依据直行算法控制机器人小车进行直线行走，通过预置导航地图来改变小车的前进方向，从而达到自主寻迹的目的。     

分布式群体飞行机器人对接系统设计及自组装控制策略

介绍了一款由多个机器人模块组成的分布式群体飞行机器人系统DSFR(DSFR,Distributed Swarm Flying Robot),机器人模块可以在地面自主移动,相互自组装并形成一个整体的机器人构型进行空中飞行.文章主要介绍了DSFR的对接系统设计和自组装控制策略,提出了一种用于机器人构型描述的广义邻接矩阵.在对接系统的设计和构型描述矩阵的基础上,通过DSFR机器人的自组装控制实验展示并验证了相关设计和控制策略的可行性.     

一种反恐驱暴机器人移动载体的设计

反恐驱暴机器人在实战应用中的效果与移动载体的性能有直接关系.针对实际应用需求,设计研发了一款反恐驱暴机器人移动载体.该机器人移动载体采用关节双履带结构,配备先进的数传通信模块,具有高效的机动灵活性.对反恐驱暴机器人移动载体的机械结构、数传模块、控制系统分别进行测试分析.试验结果表明,该反恐驱暴机器人移动载体具有较强的机动灵活性和越障能力,满足反恐驱暴现场处置的作战需求.     

模块化软体机器人运动模式

设计了一种模块化软体机器人，其由多个可变形的球形模块单元组成，根据球形模块单元的膨胀和收缩，能改变自身的尺寸向前移动.应用有限弹性理论，分析了球形模块单元的充气膨胀过程，结果表明球形模块单元的初始膨胀半径越小，其最大压力越大.描述了3个球形模块单元依次膨胀和收缩过程，得出1个周期内该软体机器人的运动模式.最后, 通过3个球形模块软体机器人膨胀和收缩运动的实验,验证了模块化软体机器人运动模式的可行性.
     

螺旋轮式小型管道机器人控制系统的设计

作业管径小于80mm的小型管道机器人广泛应用于化工、制冷、核电站等领域的检测、维修,其移动结构及信号采集和处理技术具有较高的实用价值和学术意义.采用螺旋轮式结构设计了内径为60mm的小型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方便.螺旋轮式移动的主体结构,确保管道机器人具有较大的牵引力和移动速度.管道机器人在管道内的数据信号,由搭载在微型管道机器人的移动结构上的DSTJ-3000智能差压压力传感器采集传送到C8051F330单片机,通过无线蓝牙数传模块,将数据传输到上位机,利用Visual Basic程序软件实现计算机对管道机器人的控制.螺旋轮式小型管道机器人控制系统能够自由控制前进、后退、调速、自锁等,其动作状态数据也可利用上位机软件显示或打印.     

移动机器人的嵌入式控制系统

基于ARM处理器和MEMS器件设计了移动焊接机器人控制和导航定位系统,给出了陀螺仪、加速度计外围电路和相应AD采集模块设计方法,以及捷联式惯性导航系统位置和姿态解算方法.仿真实验结果表明,该导航定位系统能正确给出移动焊接机器人的位置、姿态信息.     

基于ARM7及nRF905的智能小车系统设计

研究设计了一种基于ARM处理器声音导引系统控制的智能小车设计方案,包括系统组成、工作原理、硬件搭建、软件设计及系统测试等。智能控制系统利用音频为媒介,通过nRF905无线模块发射与接收音频信号,利用ARM7芯片处理音频信号时间差,计算出目的地和小车当前位置相对位置;最后ARM7发出控制指令,控制小车驱动,引导小车向目标移动。小车移动过程中,ARM7根据无线模块接收的实时音频信号,不断修正控制参数,直至到达目标位置。     

JZ-3型水轮机修复机器人动力学建模

JZ-3是专门用于修复被气蚀和磨损的水轮机转轮的机器人,由在导轨上移动的小车、三节机械臂和两个转动关节组成,有包括1个移动和5个转动的6个自由度.本文基于拉格朗日方程的功能平衡法,构建了JZ-3机器人的动力学模型,对其中的惯量项、重力项和雅可比矩阵等参量进行了深入分析,建立了相应的算法,为实现机器人力的自适应控制奠定了基础,并对-1g算式进行了修正.     

基于Android手机控制的智能小车的设计与实现

该设计以小车为控制对象,以Android手机APP为控制平台,通过蓝牙通信协议,设计和实现对小车的实时运动控制,其中移动小车由控制器,电机驱动模块,蓝牙通信模块等硬件电路组成,手机APP以基于Android系统的APP Inventor在线平台进行开发设计;该系统通过软硬件调试结果表明:小车可以接收手机APP的遥控信号并实时响应前进、后退、左转、右转或停止命令,而且还有避障功能,为未来智能控制提供了一定的参考依据。     

一种基于交叉耦合的速度控制器

以足球机器人小车子系统为研究对象,通过对足球机器人小车轨迹跟踪误差的分析,建立了考虑轨迹跟踪精度的复合误差模型·提出一种基于模糊推理的交叉耦合误差补偿器的设计原理、算法及实现方法·该误差补偿器在不改变机器人小车内部速度环结构的条件下,通过向各轮提供附加补偿控制量,进而实现提高机器人小车轨迹跟踪的精度·针对足球机器人小车数学模型的仿真实验结果表明,该方法能够有效地提高机器人小车轨迹跟踪的精度·     

A Novel Bio-mimetic Wireless Micro Robot for Endoscope

A novel bio-mimetic wireless micro robot for endoscope is developed. Its autonomous manner is earthworm-like and driven by linear actuators based on DC motor. It is different from the conventional micro robot endoscope that wireless module is used for conanunicating and power transfer. The fabricated micro robot system is detailedly described, including structure, micro robot locomotion principle, communication control module and wireless power transfer module. The experimental results show that the driving force of the linear actuator can reach to 2. S5 N and supplying power is up to 480 mW DC power for receiving coil in the proposed system, which all fulfill the need of the micro robot system. The micro robot can creep reliably in the large intestine of pig and other contact environments.     

Path Recognition Algorithm of Tracking Robots Based on Image Sensor

Path recognition is an inevitable core technology in the development of tracking robot. In this paper,the path tracking system of tracking robot can be realized by image sensor module based on camera to obtain lane image information,and then extract the path through visual servo. The whole system can be divided into seven modules: micro control unit( MCU) processor module,image acquisition module,debugging module,motor drive module,servo drive module,speed sensor module,and voltage conversion module.In image pre-processing part,there is an introduction of binarization processing and the median filtering to strengthen the image information. About recognition algorithm,three key variables which are changed in the movement state are discussed and there are also many auxiliary algorithms that help to improve the path recognition.The experiment can verify that the whole system can accurately abstract the black guide lines from the white track and make the robot moving fast and stable by following the road parameters and conditions.     

基于ADAMS／Car微型观光电动汽车典型路面平顺性仿真

基于国内以传统汽车底盘为基础进行改装设计所研制的电动汽车出现平顺性差等缺点,以唐山市电动汽车重点实验室前期研制的微型观光旅游电动汽车为基础,建立整车ADAMS／Car虚拟样机模型。使此微型电动汽车以一定车速驶过长坡形凸块路面和三角形凸块路面进行典型路面的平顺性仿真分析。在后处理模块中绘制汽车质心垂向加速度特性曲线,进而评价此车平顺性能。为今后改善电动汽车各方面性能提供一定的理论数据基础。     

自动避障三轮管道机器人设计

管道机器人作为一种有效的探测设备,可以深入人类无法到达的狭小空间内执行勘查任务。轮式机器人具有结构简单、运动连续平稳、速度快、可靠性高等诸多优点,因此开发了基于STC系列单片机的三轮轮式结构管道机器人。应用红外传感器电路实现有效避障功能;加入角度传感器模块,确保机器人可以在管道最底端平稳行进;采用脉宽调制技术驱动直流电机,通过改变占空比来控制机器人运动。设计的轮式管道机器人实物具有体积小、可裁剪性强、便捷等特点,能够完成管道内探测、数据收集等功能。     

基于无线遥控的腿履复合型起重机器人控制系统研究

采用无线遥控技术以及内嵌控制算法,搭建一种新型腿履复合型起重机器人无线智能遥控系统,用于完成空间比较狭窄以及道路状况恶劣的吊装工作。控制系统采用专用运动控制器作为控制核心,以无线遥控模块作为交互接口,利用CAN总线技术,通过内嵌的控制算法,根据实际工作要求、车身重量以及车身平面度等条件,对发动机的启停、机器人姿态调整、作业过程中车身平衡调节、机器人的行走和发动机输出功率优化等进行控制,实现不同类型场地环境下机器人的吊装工作。该系统提高了起重机器人操作的方便性和工作过程的可靠性,在操作人员与机器人距离较远时仍可完成吊装工作。     

飞行器流场的数值模拟

以“联盟”返回舱和F16战斗机为算例,利用COS MOS Flo Works在单机上完成了对简单和复杂外形的高速飞行器三维流场,表面温度以及热流分布的数值模拟.得到了返回舱再入流谱,F16“乘波”飞行时表面热流、温度以及压力分布有相似的规律,热流率高的部位对应表面温度和压力较高的部位.计算结果可为飞行器一体化优化以及热防护设计提供参考依据.     

混合型自重构机器人的结构设计及运动描述

设计了一种新型的混合型自重构模块化机器人.该机器人由多个相同的呈三棱柱状的主从式基本模块组成,每个主模块包括3个主驱动电动机及齿轮传动装置,每个从模块包括2个从驱动电动机及齿轮-齿条传动装置.根据齿轮、齿条不同运动速度,分析了该自重构机器人相邻2个基本模块中从模块的轴插入主模块的孔中完成对接动作的过程.基于基本模块的几何特征,描述了该自重构机器人的基本空间构型,最后仿真实现了该机器人从直线型变形为正六边形的过程.仿真结果表明,混合型自重构机器人基本模块结构设计紧凑,能对接和脱离,实现机器人的变形过程.     

燃料电池汽车PCU冷却系统设计研究

动力控制模块是燃料电池汽车的一个重要组成部分。动力控制模块（Power Control Unit。简称PCU）由于其本身的工作原理与功能结构决定了它有功率较大的发热部件。本文设计了动力控制模块的冷却系统,提出了两种方案,并对其进行了计算校核;在动力控制模块冷却系统的关键部件上采用了强化传热措施,并应用Fluent软件对冷却结构进行了数值模拟,根据模拟的结果对冷却结构进行了优化,动力控制模块实际运行情况良好。     

液压四足机器人新型腿结构设计与性能分析

为实现机器人的高负载、不平地面的高适应性运动要求,设计了一种新型的液压四足机器人腿结构。提出了腿模块机构,是带有平行四边形结构的四连杆腿模块机构,与传统的曲柄滑块四连杆机构进行了运动分析比较。基于MATLAB的SimMechanics软件模块,进行了仿真分析。结果表明带有平行四边形结构的四连杆腿模块机构具有较好的传动性能,该种腿结构的液压缸运动更为平稳,可确保机器人整体性能的优越性,为液压驱动的足式机器人腿结构设计提供新的设计途径。