排爆作业机器人模拟训练系统研究

介绍了一种排爆机器人模拟训练系统．该系统提供了友好的人机交互界面,使操作人员可以进行各种模拟训练,并提高操作水平．重点介绍了该模拟训练系统的体系结构及关键实现技术,包括排爆机器人及其工作环境的建模方法、机器人运动学和动力学简化模型、碰撞检测和技能评定等．通过实验,证明了该模拟训练系统的可行性和有效性．     

排爆机器人及相关技术

对比国内外排爆机器人的发展玑状,对排爆机器人的关键技术进行了分析;根据排爆机器人的自身的特点．从机器人的行走机构、白主导航与控制、路径规划、障碍辨识、越障稳定牲、机器人系统动态辨识、遥控操作、通信等许多方面部进行了深入地分析研究。     

空中排爆机器人

随着无人机技术的飞速发展,机器人代替有关人员执行危险任务已经有许多成功案例。空中排爆机器人基于无人机飞行平台加装排爆机械手,实时图像采集传输系统,将传统排爆机器人和无人机结合起来。可以在危险的环境下寻找危险品,销毁;或者将易爆物品带出来交由专业人员处理。具有体积小巧、机动性强、行动迅速、视野广阔、环境适应力强等优点,在很大程度上避免人员伤亡。     

一种基于随动视觉的排爆机器人自主抓取系统

在传统基于固定视觉的排爆机器人抓取系统中,相机视觉易被遮挡且不能保证拍摄清晰度。基于随动视觉技术,提出一种将深度相机置于机械手末端并随机械手运动的排爆机器人自主抓取系统。利用深度相机计算目标物体的三维坐标,采用坐标转换方法将目标物体的位置坐标信息实时转换至机器人全局坐标系,并研究相机坐标系、机器人全局坐标系与末端执行器手爪工具坐标系三者的动态映射关系,实现排爆机器人的自主抓取。实验结果表明,与传统固定视觉方法相比,随动视觉方法可在误差2cm内,使得机器人机械手爪准确到达目标物体所在位置,且当机器人距离目标物体100cm~150cm时,抓取效果最佳。     

北京京金吾高科技有限公司排爆机器人分公司

北京京金吾高科技有限公司排爆机器人分公司是一个技术门类齐全的研究团队，研制出实用性能优秀的产品-JW901B排爆机器人。首先我们有两位具有专长的带头人：董事长张恩伟和总经理、总工程师王俊岭。张恩伟是全国有名的防爆专家，他有着40多年的防爆安全检查经验，领导过在京举办的诸多大型活动的防排爆工作，因此十分熟悉排爆作业和国内外各种排爆设备的状况，     

基于以太网的排爆机器人测控系统设计

针对排爆作业的安全性、稳定性和实时性的要求,设计了一套基于以太网的排爆机器人测控系统.该系统由排爆机器人和遥操作控制器组成,排爆机器人作为服务器,遥操作控制器作为客户端,两者之间通过长距离增强型网线实现以太网通信.客户端对服务器进行请求控制,服务器向客户端提供视频、激光雷达点云数据和其他多种传感器信息,为操作人员提供了重要的环境感知信息.该系统能够准确、实时地完成排爆作业,具有较好的稳定性和可靠性.     

排爆机器人双目立体视觉系统的研究和开发

为了辅助公安人员更好地完成排爆工作，设计和开发了一个带双目立体视觉系统的排爆机器人。该视觉系统使用Matlab7.0和机器视觉软件EVision的EasyMatch库进行开发，能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立体图像匹配、求取可疑目标物的特征点的立体坐标，并把图像实时显示在控制台，控制排爆机器人准确地抓取可疑目标物。该机器人视觉系统成功地抓取实验，表明了它在精度上能够满足排爆机器人的项目要求。     

基于EVision的双目视觉系统的设计与实现

设计和开发了一个排爆机器人的双目立体视觉系统。该系统使用Matlab7.0和机器视觉软件EVision6.2的EasyMultiCam进行图像捕获并和EasyMath模式匹配库进行图像特征匹配,能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立体图像匹配、求取可疑目标物的特征点的立体坐标，并把图中实时显示在控制台上，控制排爆机器人准确地抓取可疑目标物。该机器人视觉系统成功的抓取实验，表明了它在精度上能够满足排爆机器人的项目要求。     

反恐排爆机器人的产业化思考

在防爆、排爆的研究过程中,各种机器人在中国的销售过程中,引发了我们深刻的思考:在涉爆现场各种排爆机器人均不能与现有的排爆器材配合使用,实现对爆炸装置的有效转移.     

北京中泰通科技发展有限公司

北京中泰通科技发展有限公司是以明守远总经理领导的集技、工、贸为一体的综合公司，主要从事安检排爆、刑侦痕鱼、特警设备、治安管理、短波通讯等工作。其中技术开发与生产部由高级工程师杨德智等一批有着实践经验的工程技术人员从事安检排爆与反恐等研发、生产制造任务，近年来已取得成果的有5＋1、6＋1自山度排爆机器人、爆炸物销毁器、多功能视频检查系统、车载防爆罐机器人、遥控车辆破胎阻截器、捕捉网发射器等产品，并成功上市。     

排爆机器人控制与无线通讯系统

排爆机器人控制可分为小车的行走控制和机械手的运动控制。小车的行走控制需要进行“路程规划”以实现小车避障和向目标物(可疑爆炸物)靠近,而机械手的运动控制需要进行“轨迹规划”以避开障碍物实现避碰,顺利抓取、搬运目标物。此机器人控制系统是开放式系统,实现了智能化和网络化。远程管理机房电脑可以显示现场机器人手爪、目标物、障碍物。     

基于IMS技术的多功能爆炸物／毒品探测仪的研制

介绍了多功能爆炸物／毒品探测仪的设计与实现。该仪器采用IMS（Ion Mobility Spectrometry）技术,实现阴、阳离子双模式的定性分析,用于安检场合的对常见毒品和爆炸物的探测。     

ZXPJ01型消防机器人的研制

ZXPJ01型消防机器人是一种集火场探测，消防，有毒、易燃、易爆气体场所探测等多 种功能于一体的遥控关节式移动机器人．本文介绍它的系统结构和工作原理，并从硬件和软 件两个方面对该机器人的控制系统进行了介绍，以及电器防爆及热防护功能的实现．机器人 原型已经完成，实验结果证明了系统的可靠性和各项性能指标满足设计要求．     

基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制

为了提高电力巡检机器人越障控制能力,该文提出基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制技术,首先构建电力巡检机器人的被控对象模型,结合电力巡检机器人驱动动力学分布,进行电力巡检机器人的定位控制,同时采用避障算法进行电力巡检机器人巡检过程中的越障控制,结合位姿参数的自适应调节方法进行电力巡检机器人越障运动学模型构造。在此基础上,建立电力巡检机器人越障控制目标函数,采用B样条曲线跟踪寻优方法进行机器人的越障路径规划,采用自适应的模糊信息加权方法,进行电力巡检机器人越障控制优化。仿真结果表明,采用该方法进行电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,接近运动轨迹的标准值。其越障控制的灵敏度较高,自适应控制能力较强,电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,提高了电力巡检机器人越障性能。     

机器人控制系统

目前,移动机器人具有很大的开发空间。无线控制成为移动机器人必不可少的控制方式。机器人的机械结构决定了移动机器人的功能,由此来确定合适的驱动系统。再利用强抗干扰能力的无线收发一体传输MODEM模块PTR2000芯片,通过单片机对机器人关节步进电机和驱动电机进行控制,实现了数据的无线传输,来控制机器入的运作。     

基于SPCE061A的甲烷检测模块的设计

本文介绍了一种基于凌阳单片机SPCE061A的具有语音功能的甲烷检测模块的研制。利用SPCE061A比较强大的语音处理功能、较强的数据处理能力,实现了甲烷检测模块语音控制和语音报警功能,并将此模块成功地应用在多功能交互式语音机器人上,实现了机器人功能的扩展。     

仿生六足爬行机器人运动控制技术研究

在对生物神经系统结构与功能进行分析和借鉴的基础上，采用模块化分散递阶控制技术对仿生六足爬行机器人进行实时控制，解决了仿生六足机器人实时精确运动控制的问题，并在机器人关节控制模块中运用了模糊小波神经网络控制，实现了机器人肢体运动的快速精确跟踪；通过Matlab进行的轨迹跟踪仿真试验证实：机器人步行足的运动轨迹与期望曲线基本吻合，具有较好的跟踪特性，且误差曲线快速收敛，静态误差趋近于零；由此表明，该机器人控制系统可靠性高，实时性强，具有较好的动、静态特性，以及良好的抗干扰能力和自适应能力，克服了传统控制方法存在的控制模型难以建立、对环境适应能力差等缺点，为仿生六足爬行机器人的进一步研究奠定了坚实的基础。     

模糊小波基神经网络的机器人轨迹跟踪控制

提出一种模糊神经网络控制器并用于机器人轨迹跟踪控制.这种模糊神经网络利用了小波基函数作为隶属函数,可在线根据误差调整隶属函数的形状,使模糊神经网络具有更强的学习和适应能力.仿真与实验结果表明这种网络能很好的用于机器人的轨迹跟踪控制,具有很好的性能.     

Optimal variable stiffness control: formulation and application to explosive movement tasks

It is widely recognised that compliant actuation is advantageous to robot control once dynamic tasks are considered. However, the benefit of intrinsic compliance comes with high control complexity. Specifically, coordinating the motion of a system through a compliant actuator and finding a task-specific impedance profile that leads to better performance is known to be non-trivial. Here, we propose an optimal control formulation to compute the motor position commands, and the associated time-varying torque and stiffness profiles. To demonstrate the utility of the approach, we consider an “explosive” ball-throwing task where exploitation of the intrinsic dynamics of the compliantly actuated system leads to improved task performance (i.e., distance thrown). In this example we show that: (i) the proposed control methodology is able to tailor impedance strategies to specific task objectives and system dynamics, (ii) the ability to vary stiffness can be exploited to achieve better performance, (iii) in systems with variable physical compliance, the present formulation enables exploitation of the energy storage capabilities of the actuators to improve task performance. We illustrate these in numerical simulations, and in hardware experiments on a two-link variable stiffness robot.