机器人控制器片上系统开放性的聚类分析

借助微电子领域中的片上系统,搭建良好的应用开发平台,构造开放式模块化机器人控制器,并利用聚类特性中有代表意义的评价指标即内聚和耦合对所实现的机器人控制器的模块化设计以及开放式结构进行理论分析.同时选取在实现模块化机器人控制器的过程中各个片上系统元素的建立时间和延迟时间等具体参数进行分析和比较.实验表明:利用片上系统实现的控制器,结构良好,模块化程度高,同类模块间平均距离短,内聚强;不同模块间平均距离长,耦合松,体现了良好的开放性.     

具备分布式控制和环境感知能力的第二代模块化机器人EMERGE

针对第一代EMERGE模块化机器人控制系统和感知能力的局限性问题,本文在第一代基础上,提出了集成分布式和集中式控制方式的、具备周围环境感知能力的第二代EMERGE模块化机器人。首先分析了第一代机器人的基本性能特征,确立了模块升级改造的方向。在此基础上,通过对模块的连接机制、控制系统的分析设计,给出了具备控制方式切换功能的分布式和集中式的控制系统,实现了控制方式的灵活切换以及模块间自由通信的能力。此外,在模块的四个连接面上设计了接近距离传感器,实现对周围环境的感知能力。最后以第二代的机器人为实验对象,进行了蠕动和迷宫运动实验。实验结果表明,第二代EMERGE模块化机器人控制系统可靠、控制方式灵活、拓展了机器人执行不同任务的能力。     

机器人云操作平台的实现研究

将云计算的理念应用到机器人遥操作中,设计了机器人云操作平台,其将机器人的资源和服务存储在云端,结构设计为3层:资源层、管理层、服务层.用户通过服务层使用该平台,服务层建立有机器人遥操作服务、机器人状态信息反馈服务和机器人现场信息反馈服务.用户通过网络使用机器人云操作平台提供的资源和服务,很好地解决了多用户在资源共享、协同、安全应用等方面的问题.     

家政服务机器人技术的发展与应用

本文简要回顾国内外对服务机器人的研究与发展现状。分析介绍一些上门服务机器人的通用技术、关键技术及辅助技术。主要概述机器人移动平台技术、模块化设计、智能化等,以及对家政服务机器人的展望。     

基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计

为满足低成本、高性能的要求,提出在拟人机器人控制器的设计中引入基于ARM处理器和RTOS(Real-time OS)的嵌入式系统.使用ARM9处理器S3C2410和RT-Linux构建小型拟人机器人控制器的系统架构,以拟人机器人的行走控制为例,从硬件和软件上介绍了控制器的实现方法.硬件选用高集成度的嵌入式处理器并采用模块化设计;软件开发中使用Petri网建模并利用Linux良好的驱动程序框架,降低了开发难度,提高了系统的可扩展性.最后给出了在机器人避障中的应用,验证了控制器方案的可行性,为拟人机器人的进一步研究提供了平台.     

一种新型智能机器人控制系统设计

为异构式多智能体机器人协作研究,设计并实现了一种基于32位嵌入式系统的分布式控制系统。针对传统封闭式控制系统的弊端,采用了开放式模块化的硬件结构,在ARM核心模块基础上通过IIC总线扩展功能模块。功能模块以AVR单片机为核心,独立完成模块功能。软件系统采用了混合式体系结构,应用模块在嵌入式Linux平台上使用自顶向下分层设计,以多任务和基于TCP协议的可靠多机器人通讯机制管理各功能模块,并引入Python脚本解决任务策略变换的灵活性问题。采用了黑板和点对点相结合的多机器人协作通信模式。实验证明,该系统具有良好的开放性,为异构设计、功能扩展、人机混合控制和多机器人协作提供了可靠的平台。     

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.     

可重构模块化机器人模块及构形设计

对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究,并归纳设计出7种功能模块,其中包括3种1自由度的关节模块,2种连杆模块和2种辅助模块·所有模块的功能都是独立的,并且每个模块的连接界面都设计成了圆筒形以便重组和提高其刚度·每一种模块都可设计成不同尺寸系列,这些不同类型和尺寸系列的模块便可构成一个模块库·作者对3个自由度串联机器人的构形进行了系统的研究,并应用制作的实验模块对研究结果的可行性进行了验证·     

一种面向仿人机器人的传感器标准化接口模块

针对未来机器人感知系统部件模块化、标准化的发展趋势,研究了基于IEEE1451机器人传感器标准化接口模块的设计思路,讨论了标准化接口模块的硬件体系结构和软件设计方法,给出了接口模块网络通信接口应用层协议的详细定义、接口模块TEDS的设计、基于XML的TEDS表达和处理流程,提出标准化接口模块软件设计采用组件化策略并定义...     

自重构模块化机器人的结构

在国外自重构机器人研究的基础上,设计开发了-种新型的网格型的雌雄同体的自重构模块化机器人.机器人中每个模块由一个中心体和6个可独立旋转的面组成,每个面上有2个孔及2个可自由伸缩的轴,驱动电动机通过减速器、锥形齿轮、同步带轮、离合器驱动6个面转动及每个面上轴的伸缩.该模块化机器人结构紧凑,便于进一步扩展.