基于FPGA的新型气动踢球机构的运动控制研究

在RoboCup中型组足球机器人竞赛中,大多数踢球机构只能做一维直线运动,踢球机构的性能已经跟不上机器人整体技术的发展,且踢球机构性能的落后越发显得突出,主要表现为不能以任意射角进行射门和传球.对一种新型气动踢球机构的运动控制进行了研究,该新型气动踢球机构充分利用了机器人正前方仅有的空间,使得踢球杆能够在由两个电机轴组...     

脊柱微创手术机器人运动控制系统的设计

设计了一套医疗机器人系统用于辅助脊柱微创外科手术操作。详细论述了这款5自由度脊柱微创手术导航机器人运动控制系统的设计与实现。提出了具有创新性的步进电机细分驱动模式,将电机定子电流从方波形状转变成为了正弦波形状,消除了步进电机的步间振荡现象。利用传感机构实现了对机器人末端工具的位姿反馈,并以此构成了对机器人末端工具的闭环控制。通过CAN实现了数字信号处理器之间的网络互联。最后对该系统进行实验,结果验证了控制系统具有良好的可靠性和稳定性。     

两栖机器人结构设计及运动学建模

两栖仿生机器人的研究是当前新兴的一个热点,它是军用机器人研究的一个重要分支。提出一种两栖仿生机器人的设计思路,确定了一些关键参数,如电机、游动机构等。并对两栖机器人仿鱼游动的运动学进行建模,最终通过实体仿真验证方案的可行性。     

基于微型电机的肠道机器人机构设计

设计了一种基于微型电机的肠道机器人机构.分析了机器人运动方式,并针对该运动方式对轴向伸缩与径向涨缩机构进行了设计与实现,最后通过实验测试了伸缩机构的运动有效性.实现的机构本体蜷缩时尺寸为Φ13mm×50mm,能够实现10mm的轴向步距与8mm的径向变形.     

三平移并联机器人控制算法

论文对一种三平移并联机器人进行了运动学建模,运用矩阵计算方法得到其机构运动学反解,即根据终端执行器的运动规律,求出原动件在单位时间内的位移,进而求得步进电机在单位时间内所发的脉冲数。实验验证该步进电机控制算法的正确性,为并联机器人的运动控制提供了理论方法。     

实用机器人制作讲座（十）——步进电机在机器人中的应用

在前一讲中我们已经介绍了用普通连续运行的DC电机驱动机器人。DC电机价廉,较小体积却提供较大转矩,而且很容易适配各种机器人的设计。然而通用DC电机不太精确。没有伺服反馈机构和测速计,不能看出DC电机旋转     

基于fischertechnik模型的可变距探测机器人

介绍了一种采用fishertechnik模型组装的轮式机器人,给出了轮式机器人的设计方案,并采用STC90C51单片机作为控制芯片,详细说明了机器人的六个组成部分:主体部件、轮距变化机构、驱动机构、舵机云台机构、无线遥控模块、电源模块。给出了机器人的电机和舵机的软件控制思路。     

地面移动机器人越障动力学建模与分析

对采用轮—腿—履带复合型移动机构的地面移动机器人进行了研究,首先分别描述了机器人采用腿—履带、轮—腿—履带两种方式的越障过程,进而对腿—履带复合越障过程进行了动力学建模,分析了电机驱动力矩与机器人速度及障碍物高度等之间的关系,为确定机器人的复杂环境适应能力提供理论依据.     

基于STC单片机的高铁建造机器人设计

针对2011年全国职业院校技能竞赛机器人项目"模拟高铁建造过程"的任务要求,设计了一种基于STC单片机、以一个可升降作业平台和两个单自由度机械臂为主体机构的四轮自动机器人。该机器人通过光电循迹电路获取路径信息,经单片机识别处理、产生两路PWM信号驱动行走电机运转,实现工件的车载运输;产生另外两路PWM信号经脉冲分配器和驱动电路,控制多个机构电机按顺序运转,实现工件的识别、抓取和投放。针对竞赛场地,设计了循迹行走算法,研究了多电机分步工作方式,并进行现场试验。结果表明,该机器人运行稳定可靠、作业效率高,完成了全部任务要求。     

星面探测仿生间歇式跳跃机器人设计及实现

设计了一种面向行星表面探测的小型间歇式仿生跳跃机器人.利用机构学中变胞思想及齿轮-连杆闭链机构的力转换特性,提出了一种杆长可控的非对称齿轮-六杆仿袋鼠跳跃机构,对其间歇式跳跃过程进行了分析,并针对跳跃能力和起跳躯干姿态平稳性进行了机构构型与尺寸优化设计.基于优化设计结果,进行了跳跃机器人运动仿真分析和样机试验.结果表明,该仿生跳跃机器人具有非线性递增的弹跳动力、平稳的起跳姿态以及较高的能量利用效率,可通过太阳能供电、单一微小电机驱动实现间歇式跳跃运动.     

超声电机及其在机器人驱动中的应用

声波电机(Ultrasonic Motor,简称USM)是一种近二十年来发展起来的一种利用超声波振动能作为驱动源的新原理电机.以行波型超声电机为例,介绍超声电机原理结构、特点及其驱动控制技术,并以超声电机驱动的二轴机械臂控制系统为例子介绍超声电机在机器人控制、执行中的应用.     

超声在移动机器人障碍物检测中的应用研究

在移动机器人的相关技术的研究中,移动机器人障碍物检测是机器人研究的一个重要方向。以上海英集斯自动化技术公司生产的MT-R机器人为研究对象,首先利用其内部安装的超声传感器及相关软件测量机器人前方障碍物的距离,得出测量结果,并分析误差原因;其次利用机器人前面三个超声传感器进行避障实验,运行过程基本能够满足一般要求,但对特殊障碍如有桌洞的障碍物,机器人钻入桌洞,无法避开。单独采用超声传感器不能满足机器人对障碍物的精确识别,有必要结合其他传感器提高障碍物的测量精度。     

基于AVR单片机的智能避障小车设计

本文介绍了以ATmega128A单片机作为主控制器,以超声波测距传感器HC-SR04为主要测距元器件,以两驱动的步进电机小车作为主体,设计出智能避障小车系统.步进电机驱动器采用L297和L298构成的混合式步进电机控制器.软件部分采用模块化程序,将距离的测量、避障算法、步进电机控制分为几个子程序,综合后实现智能车的避障功能,获得了较好的效果.     

基于超声电机的护理机器人的设计与实现

以超声电机为驱动元件,设计并实现了双平行四边形结构的护理机器人。根据行波型超声电机的特性,利用调节频率的方式结合闭环理论进行速度控制,利用查表的方法实现了圆形轨迹的控制。实验结果表明,该系统运行稳定且精确。     

基于核磁图像导航的前列腺针刺手术机器人

在对核磁共振图像(MRI)导航手术机器人设计需求进行分析的基础上,设计出一套可用于完成经会阴前列腺近距离粒子放射治疗手术的机器人系统.该系统具有5个自由度,通过核磁兼容气缸和超声波电机混合驱动,自主实现针体位姿调整和针刺操作.根据机器人系统动力学分析进行了驱动气缸选型.最后通过核磁兼容性实验和针刺精度实验,验证该机器人系统能够满足核磁兼容性要求,针刺精度为0.91mm.     

基于模糊避障算法的履带式搬运机器人的设计

以HC-SR04超声波传感器模块获取机器人周围环境信息,以链式叉车作为搬运货物的执行机构,以STM32F103单片机作为机器人控制器,设计了一种自动搬运并且避障的小型履带式搬运机器人。针对局部静态环境下多障碍物对系统避障的复杂性,引入了模糊控制算法,通过对机器人与障碍物之间的距离进行模糊化,建立模糊规则,实现搬运机器人的避障控制。为了提高机器人的稳定性及避障的可靠性,对直流电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真,最后实验结果表明该算法提高了直流电机的控制性能。     

一种智能家居服务机器人的家居服务设计

提出一种智能家居服务机器人设计架构,以TMS320F2812作为主控芯片,嵌入监听器模块,利用延时估计法实现声源方位的实时检测;嵌入语音识别模块、电机驱动模块和避障模块,实现语音控制机器人的运动,并且利用超声波传感器使得机器人在移动过程中能够躲避障碍物;此外,提供编程接口实现机器人对家庭成员语音指令做出相应的行动。     

Application of a multi-DOF ultrasonic servomotor in an auditory tele-existence robot

A multi-degree-of-freedom (DOF) ultrasonic motor can rotate in three DOFs and does not generate noise. In addition, with an appropriate preloading mechanism, it can generate high torque for its size. The multi-DOF ultrasonic motor is, therefore, anticipated for use as a servomotor in the next generation of robots. However, for several reasons, there have been few applications of multi-DOF ultrasonic motors. One reason is the difficulty in designing a proper preloading mechanism for the motor and the limitation of the size of the stators. Another is the difficulty in developing a control algorithm, due to the motor's complex and changing dynamical characteristics, and the serious jaggy motion caused by its very quick response. This paper proposes a preloading mechanism and control algorithm for a multi-DOF ultrasonic motor, considering the motor's application to an actual auditory tele-existence robot, TeleHead. TeleHead is an elaborate dummy head robot that has a 3-DOF neck mechanism. The proposed methods achieve smooth and fast multi-DOF rotating motion of the dummy head with little time delay. In the preloading method, tensioned springs generate high preloading force and make up for the lack of torque by compensating for the resistance torque generated by the inclining motion of the dummy head. In the control algorithm, high-DOF motion is managed by high-frequency switching of the rotating axis, and smooth and quick trajectory tracking motion is achieved by introducing feed-forward control using an inverse model, with multiresolution acquired by feedback-error learning. Experimental results verify the high performance of these methods.     

基于树莓派的无线遥控移动机器人设计及运动控制

本文设计并开发了一种基于树莓派的无线遥控移动机器人,机器人使用手机作为控制端,控制系统以树莓派作为核心控制器,采用Python语言进行程序开发,机器人拥有小车底盘、电机驱动、机械臂、舵机驱动和超声波测距等多个功能模块。系统通过Wi-Fi实现了机器人与手机之间的信息交互,操作者可以无线远程遥控来实现机器人的移动、避障和物体抓取。     

基于ARM的机器人超声波测距模块

针对研制开发的轮式移动机器人,介绍了一种基于LPC2132的机器人超声波测距及电机控制模块,该模块具有三种超声波反射接收通路,可根据室内不同环境不同需要选择合适方案,同时处理器可将测距信息传递给上位机实现了移动机器人在避障及导航方面的精度和可靠性。