基于PLC的SCARA码垛机器人控制系统

设计了以西门子S7-200 PLC为控制器的新型工业码垛机器人控制系统。系统采用西门子Smart系列触摸屏作为人机交互界面,结合西门子EM253定位模块和SINAMICS V80伺服驱动系统,精确实现码垛机器人的位置控制。完成了控制系统软件部分的主程序、手动模式与自动模式程序编写以及人机交互界面的设计。该控制系统具有成本低廉、安全性和稳定性高以及硬件系统结构紧凑等特点。     

电力系统智能控制爬行机器人研究与设计

机器人需要能够感知外界环境,通过处理感知信息来控制其肢体。为了实现机器人在未知环境里,智能地工作,该设计以PLC为中心,设计爬行机器人如何采集周围信息,并规划和实现其行走。以机器人构架作为机器人最基本的结构,其包含驱动控制系统;再设计信息采集系统,用于采集机器人周围环境的信息;最后设计以PLC为核心的机器人控制系统,实现机器人能通过PLC的输入口,手动控制爬行机器人,也能让机器人自动感知外界环境,对感知信号进行判断后控制机器人行走。     

基于降维插补算法的机器人控制系统

将五维插补的问题转换为五个二维插补的计算方法,设计五自由度机器人的5个关节坐标联动,从而简化了其运动轨迹的控制.五自由度机器人控制系统能通过手动示教方式,引导机器人运动,以确定和定义空间点的位置坐标,同时可采用系统自定义的机器人语言进行编译,使机器人单步或连续自动运行.     

机器人力控制的稳定性研究

讨论了机器人力控制系统中机器人本体动力学模型的建立方案，分析了两类力控制系统的稳定性，即柔性机器人力控制系统和刚性机器人力控制系统；并论述了机器人、传感器和环境（工件）动特性对力控制系统的影响     

机器人力控制的稳定性研究

讨论了机器人力控制系统中机器人本体动力学模型的建立方案，分析了两类力控制系统的性，即柔性机器人力控制系统和刚性机器人力控制系统；并论述了机器人、传感器和环境（工件）动特性对力摈制系统的影响。     

基于模块化设计的相扑机器人研究

在深入研究相扑机器人比赛的基础上,对相扑比赛机器人的控制系统结构、模块功能和软件策略等方面进行了研究,并提出相扑机器人控制系统的模块化设计方案。     

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

随着工业机器人在工业领域的应用不断拓展,作为工业机器人核心组成部分的控制系统成为研究的热点。该文简要阐述了工业机器人的构造以及控制系统在工业机器人整体设计中的重要性,在现有工业机器人控制系统的基础上,探讨了六轴工业机器人控制系统的设计与实现,包括六轴工业机器人控制系统的硬件架构、关节伺服电机与驱动器以及工控机软件系统的设计等。     

Modbus协议在清洁机器人中的应用

基于网络传感器和网络执行器的控制系统结构简单、可靠性高的优点,本文对清洁机器人控制技术进行了研究,研制了基于Modbus协议的清洁机器人网络传感器、网络执行器和网络化控制系统,设计了控制系统的硬件和软件,介绍了系统的协议标准和数据校验算法,并进行了实验研究。     

校园巡检机器人智能导航与控制

针对校园巡检需求设计机器人本体结构,采用了GPS导航作为全局路径规划和模糊控制算法作为局部路径规划的机器人组合控制策略,提出了借助NI myrio作为控制核心和LabVIEW图形化编程的巡检机器人控制系统构建方法,研究了巡检机器人在校园环境下的导航、控制、多传感器融合等问题。结果表明:该套控制系统的研发有效解决了校园巡检机器人的智能导航与控制系统构建编程效率低、开发周期长等问题。通过采用二级分布式结构,保障了整个系统的实时性,实现了机器人复杂的人机交互和环境交互。同时提高了机器人控制系统的自适应性和鲁棒性,为巡检机器人的智能化研究提供了一种高效可靠的方法。     

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。     

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。     

面向汽车覆盖件模具快速开发的金属喷涂机器人研究

提出了一种新型的机器人手腕机构和基于STL(Stereolithography)模型分层数据的运动控制技术,在此基础上,研制了基于金属电弧喷涂和电刷镀技术的快速制模工业机器人.该机器人为5自由度直角坐标型结构,手腕采用了通过特别设计的一个连杆机构,当利用该手腕机构调节电弧喷枪的姿态时,喷枪工作点的空间位置会保持不变,因此解决了在传统机器人中姿态调节机构与位置机构存在的非线性运动耦合的问题.机器人以模具STL模型的分层数据作为控制系统的输入,无需人工编程即可自动完成金属电弧喷涂和电刷镀模具制造工艺.在汽车新车型开发和样车试制中,应用该机器人制作覆盖件模具,可以显著降低开发成本,缩短试制周期.     

小型爬壁机器人系统设计与应用

针对一种小型的双足爬壁机器人,设计开发了基于DSP2812处理芯片的控制系统.该机器人系统采用双足真空吸盘式结构和用3个电机驱动5个关节的欠驱动结构.双足真空吸盘式结构使其可以在光滑的墙面和天棚行走,又能够在交接面之间完成跨步行走.而欠驱动结构减少了电机的数目,从而减小了机器人的尺寸和降低了机器人的质量和能量消耗,但它也给机器人的控制和运动规划带来了新的挑战.已完成的系统设计包括运动模式设计、关节控制、通信模块设计和吸盘足控制等.实验结果证明了所提出方案的可行性.     

机器人手臂控制系统的设计与研究

机器人在工业上已经取得了非常大的进步,尤其是视觉传感器的应用对于机器人的智能化有很大的帮助。基于DMC5480运动控制卡,通过视觉处理系统实现了RS232串行通信,设计了一套可识别机器人手臂的精准定位系统,详细研究了控制系统硬件,规划了控制系统控制策略,编写了上位机操作软件。最后设计了一套带视觉识别的象棋机器人手臂。实验结果表明,机器人手臂可以代替人手功能在工作区域内沿任意轨迹运动。     

大荷载无人机-机器人高压输电线协同检修新方法研究

输电线路带电检修机器人是一种辅助和代替人工进行输电线路带电作业检修的一种智能化装备,其对于提高作业效率、作业可靠性、作业安全性具有重要实际意义,然而机器人在上下线过程中耗费大量的人力物力,大大降低了整体作业效率,机器人上下线问题已经成为制约机器人实用化的一个重要瓶颈。针对上述问题,提出了大荷载无人机(unmanned aerial vehical, UAV)和机器人的输电线协同检修新方法,该系统分为无人机、机器人和联接件,联接件用于联接无人机和机器人,通过电磁铁磁力的控制实现无人机与机器人系统的对接与分离,同时,通过对机器人机械臂系统的运动学建模与分析,得到了作业末端套筒所能到达的运动空间,从而进一步优化机械臂的结构参数,最后,通过硬件系统、软件系统、机械系统的集成设计,开发了机器人物理样机系统,在四分裂输电线路上进行引流板拧紧作业实验。实验结果表明:改系统能够顺利完成四分裂引流板作业任务,具有较强工程实用性,研究结果对于输电线路智能运维管理具有重要理论意义和实际应用价值。     

五自由度装配机器人及其微机控制实验系统

为开展非确定环境下机器人智能装配策略的研究,对原示教－再现型四自由度ＳＣＡＲＡ装配机器人进行了改造,使其变成微机控制的五自由度装配机器人,并建立了基于力／位姿信息的装配状态监控实验系统,针对实际产品３ＳＥ３行程开关芯体与壳体的装配过程进行了插装装配控制策略的研究。     

CPLD在竞赛机器人中的应用

竞赛机器人系统的稳定性和可靠性是赢得比赛的重要保证。复杂可编程逻辑电路(CPLD)是一种可编程I／O引脚丰富的可编程逻辑器件，有可编程、使用方便灵活等特点。结合我校近两年参加大学生机器人大赛手动机器人控制电路的设计方案，分析了手动机器人中电动机控制的特点，给出了一种以CPLD为核心的解决方案。介绍了该方案的总体设计思路，硬件模块和软件设计。实践证明，该方案能满足实际要求，且设计简洁，稳定可靠。     

机器人力控制系统仿真分析

本文对由Movemaster-EX机器人和HUST-FS6腕力传感器组成的力控制系统进行了分析,讨论了接触物体和腕力传感器刚度、力反馈矩阵、库仑摩擦以及间隙非线性对整个力控制系统稳定性的影响;引入力的微分反馈有助于增强力控系统的稳定性,用单关节机器人模型进行了仿真研究.结果表明,接触物体综合刚度、力反馈矩阵、库仑摩擦和间隙非线性对力控系统影响很大;引入力微分反馈能改善系统性能.     

履带式管道机器人的自适应模糊控制

介绍了自适应履带式管道机器人的基本运动机构，分析了其在管内的运动状态，研究了对机器人在直管与大曲率半径弯管内移动时的运动模糊控制方式。根据大量的实验结果分析改变管道机器人运动环境，如不同管道直径、不同管道弯曲半径等，对机器人运动状态的影响。运用相关原理研制了具有一定管内运动环境自适应能力的履带式管道机器人模型样机及其运动控制系统。