基于直方图相似度度量的中央空调风管附尘度检测

对于主从控制中央空调清洁机器人,操作人员依据视频很容易就可判断出风管是否清扫干净。在机器人自主清洗中央空调风管时,为了能够使机器人识别管道内灰尘附着程度,文章采用了直方图相似度作为清洁机器人自动判断管道附尘度和清洁与否的标准。文章给出了相关的原理和算法,并进行了试验验证,结果表明该方法具有快速性、实时性和准确性等特点。     

电缆管道巡检机器人远程测控系统的研究与实现

采用图形化编程语言LabVIEW,通过构建多循环应用程序框架,开发了一种用于电缆管道巡检遥操作机器人的新型远程测控系统.该系统能够远程控制机器人在电缆管道内的运动并实时监测机器人沿管内行进时的位置和姿态,能通过机器人获取管内视频信息并进行Canny算子边缘处理以及对管内敷设电缆的温度监测.实际运行结果表明,该测控系统设计新颖、运行可靠、功能实用,对类似遥操作机器人的远程监测与控制系统开发有较好的参考作用.     

基于激光雷达的机器人定位信息处理技术研究

为了提高机器人定位和测距能力,提出一种基于激光雷达的机器人定位信息处理技术,采用激光雷达扫描技术进行机器人定位信号采集,对采集的激光雷达信号进行相关波束形成处理,采用相关处理后对激光雷达信号进行扩频处理,生成机器人定位测距码,结合测距码加权技术进行自适应学习,采用相位估计方法进行机器人的目标位置跟踪识别,根据处理后的激光雷达信号进行机器人的目标方位估计和测距,实现机器人准确定位。仿真结果表明,采用该方法进行机器人定位的准确性较高,激光雷达信号输出信噪比较高,说明机器人定位的抗干扰能力较强,提高了机器人的定位测距精度。     

电磁诱导农用喷雾机器人路径导航系统的设计与实现

针对温室内农药喷洒作业自动化的需求，设计了一种电磁诱导式农用喷雾机器人路径导航系统．采用数字波形合成技术设计实现了基于ARM7单片机的信号发生器系统．研制了机器人位置检测传感器和以霍尔芯片为核心的磁标志检测传感器．利用信号发生器和传感器成功实现了喷雾机器人的导航控制．     

基于超长波与对称分布天线阵的管道机器人定位技术

分析了管道机器人定位系统的工作原理,研究了超长波发射器的电磁场分布,建立了参数化的数学模型．采用对称分布的超长波信号接收天线阵．提出了非线性和线性两种定位算法,实现了地下或水下未知管道内机器人的空间定位．通过工业现场实验,验证了定位系统与定位算法的有效性;其平面定位误差小于15cm,满足管道作业、管道检测等工程任务的需求．     

危险气体泄漏源搜寻多机器人系统的设计与实现

危险气体泄漏源搜寻是仿生嗅觉技术的重要应用领域之一.为了提高气体泄露源定位的效率和准确性,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气源目标搜寻多机器人系统.该系统由多个嗅觉机器人组成,每个机器人作为无线传感器网络节点实现信息交换,协同工作,实现危险气体泄漏源的定位.嗅觉机器人以DSP处理器(TMS320F28335)为控制核心,对MOS气体传感器和风速传感器的输出信号进行融合,设计了浓度梯度与风速信息相结合的单一气体泄漏源搜寻算法.当嗅觉机器人完成气源定位时将发出警报,其他机器人利用装配的麦克风阵列和声源定位算法实现对泄漏源的间接定位.最后,为了说明所设计的多机器人系统对气体泄露源定位的有效性和准确性,本文设计了针对单一泄露源的气源搜寻实验进行验证.     

一种用于气体绝缘开关设备异物清扫与检测的机器人系统

针对现有对GIS管道的检测方法不能同时兼顾异物清理的问题,研制了一种基于Inter Edison平台的用于GIS管道内腔异物清扫与检测的机器人系统。从硬件结构、机器人运动学建模以及人机交互平台3个方面对设计的机器人系统进行了详细的介绍。其中硬件上采用集成化程度高的Inter Edison处理器作为模块化设计的中心;在人机交互平台上,基于Android开发平台,实时实现系统的3D动态显示、运动过程控制、机器人姿态控制等功能。实验表明:该机器人结构独特,能在GIS管道腔内平稳地运行;机器人能实现左右各20°的移位;摄像头拍摄无死角;人机交互中心视频画面清晰;整个机器人系统满足GIS检测清理机器人各项功能的任务要求。     

一种机器人温觉及热觉组合系统的研究

本文讨论了机器人用热觉传感器的理论及设计方法，并介绍研制成功的兼有温觉及热觉组合式新型传感系统，其由传感器探头，温度信号检测与放大电路，信号采集与处理部分组成，利用我们自行设计的系统，做了大量实验，结果表明，该系统可以帮助智能机器人感知目标温度和进行物性识别。     

基于全向视觉和前向视觉的足球机器人目标识别

为了快速正确地进行机器人的目标识别，首先介绍了RoboCup中型组足球机器人NuBot使用的全向视觉系统及其目标识别方法；然后通过引入一套简单的前向视觉系统来弥补全向视觉的不足，以提高机器人对其前方目标球的感知识别精度，同时给出了一种简单有效的前向视觉系统标定方法；最后介绍两套视觉系统共同工作的实现机制，以提高机器人的目标识别处理速度。实验结果表明，两套视觉系统能够很好地共同完成机器人的目标识别。     

基于在线识别的机器人动态手眼协调

本文研究了基于在线识别的机器人动态手眼协调,通过视觉在线识别目标的结果来 动态规划机器人的运动,改善了系统的柔性,提高了系统对环境的适应能力．实验证明,文 中所采用的识别算法具有很好的实时性和可靠性．引入语音控制改善了人机交互．     

面向地下管道的四向行走智能机器人系统

为了减小地下管道作业人员伤亡,降低城市地下管道维护的成本,研制开发了一种面向地下管道的四向行走智能机器人系统,详细描述了机器人的硬件设计和控制软件设计.机器人控制系统采用ARM-CORTEX芯片作为主控芯片,由于地下管道的特殊性采用有线通信方式,上位机控制软件简洁易操作.测试结果表明:机器人工作性能良好,能够适应不同管径的地下管道,同时具有防水防尘等特性,研究具有一定参考价值.     

一种新型管道内微机器人的研究

本文描述了一种微管道机器人的结构与控制,分析 了这种微管道机器人的移动原理,该机器人借用仿生学原理,结构独特、简单、新颖,运行 速度快,能方便地实现前进和后退,可以在各种形状的弯管内运行．具有自学习功能,实现 了智能控制．该机器人的直径为8mm,最小长度为16mm,最高运动速度为40mm/s,牵引力大于 0.5N．该机器人可用于核电站航天飞机等其他特殊领域的微小型管道的检查,维护．     

受限管道空间内压壁机器人控制方法研究

为了能够在受限管道空间内自由移动,机器人必须适应管道的各种几何变化。提出了一种压壁式机器人,可以适应管道直径和坡度的变化。还提出了一种利用安装在压壁机构上的角度传感器估计机器人主体与管道之间的相对姿态的方法。由于法向力和姿态可以从角度传感器测量的角度信息估计,机器人的姿态控制比使用压力或视觉传感器更加简单、有效。相对于管道的几何姿态估计使机器人能够识别管道的倾斜度,机器人可以根据管道倾斜度的变化来控制法向力。经过实验验证,使用所提出的方法在机器人姿态控制的同时,还可以降低机器人部件的功耗和应力。     

A helical drive in-pipe robot based on compound planetary gearing

The modern society is fuelled by very comprehensive grids of gas and liquid pipelines. In recent years, various in-pipe robots have been developed for inspection and maintenance tasks inside such pipes. In this paper, a novel in-pipe robot is proposed and developed for gas/oil well interventions at thousands of meters downhole. Due to the nature of such intervention, in-pipe robot design must be capable of carrying a very large payload, as large as 2500?N inside a pipe with diameter as small as 54?mm. The proposed design concept is based on a compound planetary gearing system. One of the major novelties of this design is the use of pipe wall as a ring gear for one stage of the compound planetary gear system; the other novelty is the generation of helical angle when the planetary gears are expanded to press on the pipe wall. The proposed concept is compact, efficient, and has never been reported before. In this paper, the helical angle, the velocity, and load capability of the proposed system will be analyzed. The load transportation capability of the proposed robot is also measured based on an experiment. Initial data have shown great potential in carrying large payloads.     

The concept and research of a pipe crawling rescue robot

This paper presents the control algorithm and design of a pipe crawling robot which can be used for the purpose of earthquake rescue and pipeline maintenance. The robot is designed to be able to intelligently alter its body shape to fit the pipe or tunnel-like voids within rubble. The paper introduces a simulation to test how the robot alters its body shape to fit voids. The control algorithm uses a look-up table method combined with the method of least squares to predict the shape of the robot under the influence of actuators. The paper also presents the design of both the hardware and software systems of the robot, and laboratory experiments on the robot body module. Computer simulation results by using MATLAB and the experimental results indicate the feasibility of the robot body shape change control algorithm proposal.     

Design and manufacturing a novel screw-in-pipe inspection robot with steering capability

In this article, a novel in-pipe inspection robot is designed and manufactured in Kharazmi University KharazmPipeBot. This robot is able to move through any pipeline with a predefined diameter range with a variable pitch rate and report any desired data within the pipe with the aid of the installed camera. To achieve the highest stability of the robot through the pipe, the robot's movement is based on the screw locomotion protocol provided by the aid of its rotor and stator. A simple suspension is designed for three legs of the robot by installing a passive prismatic joint equipped with a spring for each leg to provide a smoother movement for the robot chassis. The main novelty of the robot is adding an extra controlling actuator for the robot which is the steer of the front wheels. This input can control the pitch rate of the robot movement and consequently the spiral track of the wheels can be actively managed. This importance lets us to bypass the probable obstacles attached to the inner wall of the pipes. A brief presentation of the robot model is delivered. Afterward, to verify the claimed novelties of the system, a prototype of the robot is manufactured in Kharazmi University and the efficiency of the robot is demonstrated by conducting some initial experimental tests. It is shown that the robot can move with a variable pitch rate through the wall and pass a detected obstacle accordingly.     

移动式在役核管沟检测机器人系统的设计

针对核设施的安全检测,研制了适用于核工业在役管沟检测的移动式机器人系统.该系统由机器人本体、控制系统、图像采集系统等组成,在核工业在役管沟中的现场检测结果表明,该系统在一般的核污染环境下可正常工作,且能有效保障现场人员的安全;对于环境不明且存在隐患的管沟,采用移动式机器人检测能尽快排除隐患,这也是目前实现在役管沟检测的...     

多模块蛇形管道打磨机器人的设计与分析

设计了一种由多个模块构成的蛇形管道打磨机器人,各个模块之间可以快速拆装,其中驱动模块为机器人在管道中前行提供动力牵引．该机器人可以主动适应内径为250 mm~450 mm的直管道、弯管道及其组合管道,可以在管道内部实现以打磨作业为主的作业功能．同时,提出了适用于蛇形管道打磨机器人自身过弯管的速度模型,通过对机器人的力学分析得出各个模块之间相互作用力的计算方法及影响机器人在管道内部转体运动发生的因素．在ADAMS软件中进行了虚拟样机仿真验证,初步验证了蛇形管道打磨机器人的通过性并得出机器人在管道内部前行的最佳匹配．最后,搭建了实验平台,制作了机器人真实样机,验证了机器人对内径为250 mm~450 mm管道的适应性、通过性及作业效果．     

基于LabWindows/CVI的排水管道机器人测控系统设计

介绍了国内排水管道现状及检测与维护情况,针对排水管道机器人特殊的作业环境,设计了一种基于LabWindows/CVI的排水管道机器人测控系统。该系统以PLC为核心,采用电涡流位移传感器与摄像头结合检测管道缺陷,引入模糊控制算法,增强了系统的鲁棒性和可靠性。通过基于LabWindows/CVI虚拟仪器设计的上位机软件与下位机PLC实时通信,实现了系统对机器人动作的控制,以及数据的采集、处理、存储、显示等功能。整个系统人机交互简单、抗干扰性强、可靠性好,可满足机器人作业时的清理和检测要求。