基于陀螺仪和编码器组合定位系统的智能巡线机器车设计

以2020年第19届全国大学生机器人大赛ROBOTAC自动巡线车比赛任务为例,设计一种以STM32为控制核心,结合陀螺仪、光电编码器与光电开关等传感器技术的巡线机器车,深入分析其运动原理及定位算法.实验结果表明:该设计既能有效地克服温湿度、光线、磁场等环境因素对当今大部分机器车巡线效果的不利影响,又具备良好的路径规划及机动性,具备一定的智能处理能力,特别是在巡线定位方面,其识别精度和稳定性均表现良好,符合大赛的设计要求,可以出色地完成比赛中的各种任务.     

一种适用于中小学机器人竞赛的巡线技术模型

机器人教育作为一门交叉学科,是STEAM教育理念应用于实践的优秀载体。目前国内的中小学机器人教育主要以竞赛为主,巡线任务是大多数机器人竞赛中的基础任务之一。文章构建了一种适用于中小学机器人竞赛的巡线技术模型,包括基于PID控制的巡线算法、路口选择算法和边路传感器的转向辅助功能三个部分。文章通过阐述模型,并以LEGO MINDSTORMS编程为例进行展示,让更多学生掌握并应用于中小学机器人竞赛的巡线部分,提高学生的竞赛水平。     

轮式机器人巡线比赛路口常见问题分析

轮式机器人巡线比赛是每年一度的江苏省机器人普及大赛的主要内容,它要求学生熟练掌握机器人编程软件的使用方法和常见算法,并能根据路况进行灵活调整。学习并掌握机器人巡线技巧是进一步学习和开展其他机器人活动的基础,对培养学生严密的逻     

一种实训运货机器人的设计

介绍了一种学生实训运货机器人的设计方案．该机器人的机械结构由底盘行进机构和机械手构成。其底盘行进机构采用四轮对称排列结构形式,两后轮作为驱动轮,分别由不同电机驱动．机械手能完成货物的抓取、提升、释放等多种动作．该机器人以单片机为控制核心、采用PD巡线控制算法进行巡线运行．整个系统具有制作成本低、设计简捷、易于学生动手制作等特点．     

Arduino机器人巡迹走迷宫A~*算法研究

在Arduino巡线小车机器人制作的基础上,结合C++语言完成了机器人小车向心迷宫搜索和A*迷宫求解过程.并研究了巡迹走迷宫机器人的制作方法及软件开发。具有开发灵活、易于实验的优点.     

交通隧道巡检机器人运动形态及检测技术综述

利用巡检机器人巡检隧道,是提高隧道巡检效率并保障隧道内行车安全的重要手段。文章从巡检机器人的运动形态及常用的检测方法两方面进行分析,对比了轮式、履带式、轨道式三类巡检机器人适用环境和优势、劣势。分析结果表明,轮式巡检机器人速度快、机动性强,但在跨越障碍物上的表现较差,更适合于在平坦、平滑的场所进行巡检;履带式巡检机器人具有良好的越障能力,但速度较慢,能源消耗相对较大;轨道式巡检机器人具有运动稳定、巡检高效的优势,目前被广泛应用于交通隧道巡检中。交通隧道巡检机器人常用的视觉、红外、三维激光和超声等四种检测技术,已被成功应用于设备状态监测、结构问题检测和潜在危险识别等诸多巡检任务中。但目前尚缺少针对交通隧道火灾等紧急场景的巡检机器人火灾识别定位、火场感知的相关算法和应用开发,这将是未来需要重点关注的领域。     

曲率半径的物理求法探析

曲线上各点的曲率半径是由曲线自身的形状所决定的 .当曲线为质点的运动轨道时 ,轨道上各点的曲率半径也可以直接由轨道自身的形状所决定 .所以 ,质点运动轨道上各点的曲率半径的计算可以完全作为一个纯粹的数学问题来处理 .但是 ,从物理学的角度看 ,质点的运动轨道是质点的运动学特征的综合反映 ,是由其动力学原因及初始运动条件所决定的 .因此 ,曲线曲率半径的计算又可以作为一个物理问题来解决 .其基本思路是将某待求曲率半径的曲线视为某一质点运动的轨道 ,然后根据质点运动的运动学特征或动力学原因 ,应用运动学的规律或动力学的规律予…     

一种基于TDOA算法的轨道机器人室内定位系统

提出了一种室内轨道机器人的导航方法,该方法利用了一种基于不同到达时间(TDOA)算法的主动定位系统.一种主动式的导航信标系统被使用在该系统中,这种信标包括一个射频通讯模块和超声波发射模块.某一个信标的位置可以通过信标和两个固定在轨道机器人上的超声波接收模块之间的距离关系来确定.当信标上的射频通讯模块接收到机器人的同步命令后,超声波发射模块就会发射超声波信号,根据超声波和射频信号在空气中不同的传播速度可以计算出信标到两个超声波接收模块的距离.然后在利用TDOA算法可以在机器人坐标系中得到信标的位置坐标,再利用坐标转换就可以得到机器人在室内全局坐标系的位置.同时,一种基于计算几何精度因子(GDOP)的信标选择策略也被提出,用于选择信标.通过实验证明了方法在实际应用中的可行性.     

轮式微型机器人运动机理与步态规划

在一种新型形状记忆合金驱动器的基础上,研制了一种微型蠕动机器人,该机器人采用轮式移动机构.对形状记忆合金驱动器、轮式移动机构的结构和运动机理以及机器人的步距扩大原理进行了讨论.并在此基础上,对机器人的直线运动步态和转弯步态进行了规划,使机器人在偏心轮自锁机构和换向机构作用下,不但可以前后运动,还具有主动转弯能力,在一定程度上克服了传统的形状记忆合金机器人移动速度慢、只能被动转弯的缺点.最后对形状记忆合金驱动器所需加热电流及该机器人的运动性能进行了试验分析.     

基于机器视觉的写字机器人实验系统设计

设计了一种基于机器视觉的写字机器人实验系统。该系统机械结构包括2自由度运动单元和书写机构;硬件部分由主控、识别、运动控制以及人机交互等模块组成,主控模块使用STM32作为主控制器;软件部分通过使用Bresenham算法结合坐标变换实现书写机构按照特定轨迹进行运动。测试结果表明,写字机器人系统可以完成运动手势识别,控制书写机构运动;也可以通过识别手写笔的运动来控制书写机构进行同步书写。该系统易于实现,且具有运动手势识别准确率高、同步书写精度较高等优点。     

智能搬运机器人控制系统的设计与实现

系统设计采用高性能八位微处理控制器STC89C52RC单片机为核心,信号分别由机器人前后安装的光电传感器和机器人前面安装的触角传感器采集,经主控制器的I/0口处理后,用于机器人的运动控制决策,使其能够寻迹、避障行、抓取物体、搬运物体,同时发出PWM波驱动直流电机对机器人进行加速减速和转弯控制.     

基于网络远程控制的检测机器人系统

介绍一种基于网络远程控制的检测机器人系统取代人工检测方式完成焊缝检测,该系统由检测机器人与控制系统两部分组成。机器人的设计原理,特别是机器人的固定支座设计具有创新性,可在直径变化范围为椎100mm—椎400mm的管道上安装和保证合适的夹紧,实现精确的自动定心;采用剖分式结构能快速定位安装和连接。采用分布式控制方式保证了机器人关节间运动的同步性,避免机器人各关节在运动过程中不同步造成的运动不协调。     

柔性机器人动力学跟踪变阻抗控制

在人与机器人协调的过程中,控制系统不仅要考虑运动轨迹的位置精度,还要考虑人和机器人与环境接触的灵活性和平滑性。针对柔性多关节机器人动力学前馈的方法进行了研究,使得机器人可以快速、准确地移动到指定位置,控制精度高。提出了一种阻抗控制算法,通过调节机器人末端的阻抗来实现机器人的柔顺控制。依靠动力学的控制策略可以通过调整目标阻抗参数使机器人适应环境。通过对算法的有效性进行仿真验证,该算法可以改善大多数柔性串联机器人的运动控制问题,并且不涉及降低性能以适应操作和控制。     

机器人避障路径的规划模型

在存在障碍物的平面场景中,规划机器人由出发点到达目标点的最短路径和最短时间路径,可大大提高机器人的工作效率.机器人通过障碍物区域的部分边界,在线圆相切的情形下,建立机器人避障的最短路径和最短时间路径的规划模型,并采用Mathematcia7.0数学软件可得到机器人避障问题的最优解.     

基于单片机实现机器人运动控制系统

机器人的核心是控制系统,采用Atmel公司生产的AT89S52微控制器设计制作基于行走的机器人。其基本特性及功能如下：单片机8051控制2组伺服电机做独立的2轮驱动,转动角度为360度。机器人可以通过按键人工设定预定轨迹并按设定轨迹向各个方向行进,左右转弯、梯形图轨迹运行。     

基于ARM的仿人机器人及其控制平台研究

通过建模构建满足机械结构的空间移动范围,使仿人机器人具备演奏小提琴的可能性。控制系统采用集中管理分散控制的方式,以ARM10为控制核心,将控制系统各个控制部分模块化,基于ARM核心智能控制配合传感反馈系统完成对机器人的行为控制,完成了在人工辅助下可演奏完整曲目的机器人。     

管道焊接机器人视觉控制系统

设计了一种无轨道自动跟踪管道焊接机器人,主要对其视觉焊缝跟踪实时图像处理系统进行了研究。针对焊接过程中的各种干扰噪声和跟踪精度的要求,研究采用结构光CCD传感器检测系统和图像采集卡进行计算机软件图像处理,对其中模板滤波、边缘检测、轮廓跟踪、激光带中心线的抽取和特征点检测进行了研究。该套处理方法效果好,处理速度快,能够满足跟踪系统的实时性要求。     

非确定环境下移动机器人多传感器系统及信息处理

PBJ- 01是一类移动机器人, 它的6个轮子和2个摆臂能够帮助机器人适应多种地形. 机器人上装有一个复杂的传感器系统, 包括超声波传感器、触觉传感器、视觉传感器等. PBJ-01采用基于行为的控制体系机构, 其关键部分是基于模糊神经网络的障碍识别系统. 仿真证明该系统能够从传感器的感知数据而识别出障碍类型, 从而帮助机器人在越障行为和避障行为之间进行抉择.     

基于Unity的制造业自动化生产线数字孪生平台设计

为实现制造业自动化生产线的优化运营,设计了基于Unity的数字孪生平台。首先,利用SolidWorks软件进行三维建模,在Unity平台中按与物理生产线1：1的尺寸比例完成虚拟自动化生产线的搭建;其次,在Unity平台中建立工业机器人数学模型,利用D-H参数表,进行正、逆运动学求解,实现对工业机器人的运动控制;最后,基于Snap7协议实现西门子PLC与Unity平台的数据交互。结果表明,通过数字孪生平台,可以实现生产线全流程的可视化,从而能够更好地了解生产线的运行状态,及时发现问题和解决问题。     

一种用于20mm管道探测的新型移动机构的设计

This paper describes a novel design for the carrier mechanism of a pipe-inspection micro robot. Based on this mechanism, a new micro robot for the pipes with diameter of 20mm has been developed. It can travel through both vertical pipes and curved pipes to make possible inspection that would be difficult with conventional endoscopes. This mechanism is composed of three units, two novel micro mechanisms called as a planetary wheel mechanism for robot drive, two micro electromagnetic motors and a flexible coupler.