竞赛机器人驱动控制系统分析

竞赛机器人融合机械设计、自动控制、人工智能、人机接口、机电一体化等多项技术,已成为机器人研究领域中的一个热点,本文主要对于竞赛机器人驱动控制系统设计进行探讨,主要在给出驱动控制系统结构框图的基础上,分析了驱动控制系统硬件组成,对于进一步深化竞赛机器人设计具有一定作用。     

节水灌溉竞赛机器人设计

为提高竞赛机器人的节水灌溉能力,提出了一种节水灌溉竞赛机器人的设计与实现方法。搭载OpenMV摄像头模组的无人机,采集模拟旱情信息,通过ATK-LORA通信模块,发送给渗灌系统和灌溉机器人,依照旱情信息进行对应灌溉。根据竞赛要求,设计灌溉机器人的机械系统,包括机器人底盘、灌溉执行机构和自平衡机构。采用STM32F1032ZET6为控制核心,搭建机器人的控制系统,设计控制算法,实现了节水灌溉机器人的竞赛功能。经实地测试,旱情识别成功率为94.91%,信息传输正确率为97.69%,机器人喷灌成功率达90.74%,系统整体成功率达83.33%,验证了设计的有效性。     

竞赛机器人控制系统的研制

介绍竞赛机器人的控制系统的微处理器的选型、接口设计、通信以及行走电机的调速方式、控制软件设计。针对机器人竞赛的实时性、对抗性特点,提出了有效的解决方案。     

移动教学机器人设计

设计研发了一款用于教学和竞赛的移动机器人平台。介绍了该机器人的系统设计方案、机械结构和硬件组成。机器人实现了避障寻迹以及机械臂的运动抓取等功能,验证了设计的合理性和可行性。     

移动教学机器人设计

设计研发了一款用于教学和竞赛的移动机器人平台。介绍了该机器人的系统设计方案、机械结构和硬件组成。机器人实现了避障寻迹以及机械臂的运动抓取等功能,验证了设计的合理性和可行性。     

面向竞赛的果园喷药机器人设计

依据果园喷药机器人的竞赛要求,以STC15F2K60S2单片机为控制核心,设计了竞赛机器人的机械系统和基本控制电路,包括机器人底盘系统、喷药模块、主控模块和以L298N为核心的驱动模块。然后,以步进电机控制器、丝杆滑台、循迹模块、光电开关和平面定位系统搭建了果园喷药机器人控制系统,并设计了控制算法,实现了果园喷药机器人的竞赛功能。     

授花粉竞赛机器人设计

设计了一种面向中国机器人大赛的授花粉竞赛机器人。针对机器人授花粉的竞赛要求,设计了授花粉机器人的机械系统;以STM32为控制核心,构建授花粉机器人电气控制系统,包括步进电机驱动器、舵机驱动器、循迹模块、视觉及图像处理模块。采用OpenMV视觉模块完成雌雄花识别和花蕊精准定位,结合舵机驱动机械臂,设计了手眼协调算法,实现了授花粉动作;采用小型四轴无人机作为风媒授粉区域的授粉平台,利用无人机单目视觉实现了目标引导点的识别,实现雌雄同体作物的风媒模拟授粉。将上述技术整合后,实现了授花粉机器人竞赛所需功能,并参赛验证了设计的有效性。     

一种教学用采摘竞赛机器人

针对中国机器人大赛采摘机器人子项目,设计了一种教学用采摘竞赛机器人.首先,根据竞赛要求,设计教学用采摘机器人的机械系统,确定了四轮独立驱动的电机布局及差速转向的轮式结构;设计了四自由度串联机械臂,二指回转型机械爪和自动卸载的储物筐.以STM32F103ZET6单片机为核心,搭载底盘控制模块、颜色识别模块和采摘机械臂模块,构建了采摘机器人的控制系统.根据比赛要求和流程,编写了机器人基本运动子程序、颜色识别子程序、机械臂控制子程序以及系统整体流程.并搭建实物进行测试,结果显示该设计满足竞赛基本要求,能够为学生参加竞赛提供一定的参考.     

解魔方竞赛机器人设计

设计了一种面向中国高校智能机器人创意大赛的解魔方机器人,以STM32F103ZET6单片机为控制核心,通过搭载电机驱动器、电控手指气缸、气滑环,构建了解魔方竞赛机器人的控制系统;基于气动控制的工作方式,设计了机器人的机械系统和相应的控制算法.经实物搭建实验,该魔方机器人在还原100次随机打乱的三阶魔方过程中,平均耗时19 s,最长不超过25 s,对于此类竞赛机器人设计具有一定参考价值.     

基于粤港澳工程训练的拾放球机器人结构方案分析及设计

针对2019粤港澳大学生工程训练综合能力竞赛中对拾放球机器人设计的要求,依据机械原理、机械设计及机械制造技术基础的基本知识,选择合理的机器人小车结构及材料,设计出一款能够按照比赛要求快速且精确拾放多种类球的机器人小车。结果证明:该拾放球机器人小车装置结构设计合理,夹取牢固精准,拾放效率高。     

灭火机器人的应用设计

介绍了灭火机器人的构思过程、硬件基础、软硬件设计及其注意事项。对传动方式及驱动形式都做了讨论,并相应附注了计算过程和图表。最后基于灭火机器人比赛,着重说明了软件的编辑过程,通过对比赛场地的分析,确定了行走路线,以及需要使用的传感器的选择,并就所涉及的内容给出了整个运行程序的流程图。     

ABU robocon2009 自动机器人钩子装置的设计与制作

ABU robocon2009（亚太机器人电视大赛）国内选拔赛参赛的自动机器人过树林任务进行分析和设计,对其机械部分——钩子装置进行了设计与制作。经过实际测试表明,该装置结构简单,操作方面,运行平稳,满足使用要求。     

中型足球机器人踢球机构设计

针对RoboCup中型组足球机器人踢球机构的各种设计方案进行了分析。在不违反RoboCup中型组机器人比赛规则的前提下,充分利用了机器人前方仅有的空间,采用了压缩弹簧的翻板踢球机构,结构简单紧凑,符合实际需要。最后,运用三维设计软件对踢球机构进行了建模与仿真分析。整个机构运动很协调,说明机构设计十分合理,完全能达到预期目的。     

基于虚拟样机技术的4足机器人机构设计

为了研制适应各种路况、并能负荷更大负重的足式机器人,设计了一种以液压驱动的四足机器人机构,确定了机构设计和液压系统的关键参数,其中腿机构设计是关键部分。通过建立数学公式分析了机器人各关节运动所输出的力及力矩,并采用虚拟样机技术对液压驱动4足机器人进行建模和行走仿真,通过测量仿真机器人各关节力及力矩等数据,验证了机构设计参数选取的合理性及所选择的液压系统满足设计要求。     

一种协作机器人位姿重复性优化综合

在给定位姿重复性要求的前提下,寻找各关节随机运动精度的最优分配方案能够使协作机器人设计更加合理,对降低机器人制造成本有重要意义。首先,在机器人位姿重复性分析的基础上,建立了位姿重复性数学模型,该数学模型包含机器人位置重复性和姿态重复性;其次,以协作机器人KUKA iiwa 7为例,以关节运动误差最大化为优化目标,对该机器人位姿重复性进行优化综合,获得各关节随机运动精度的最优分配方案;最后,对KUKA iiwa 7机器人进行位姿重复性实验,结果验证了该方法的正确性,基于该方法的精度设计结果能够使协作机器人设计更加合理。     

大型六足仿生平台机器人机构设计及运动仿真

在基于动物的运动本能分析后,进一步探求大型六足机器人的机构设计及直线行走和转弯运动的步态分析。基于三维建模软件NX5.0以及虚拟样机仿真软件ADAMS进行仿真,验证了大型六足机器人行走机构设计和步态分析的合理性,为后续实际研制大型六足平台机器人样机提供了前期研究和重要参考。     

工业机器人弹簧式平衡缸的参数研究

工业机器人弹簧式平衡缸是用于平衡重力对机器人Ⅱ轴所产生的力矩,平衡缸参数的配置直接影响到对偏重力矩的平衡效果,以及机器人的运动学、动力学特性。因此,对弹簧式平衡缸关键参数的分析研究至关重要。通过对弹簧式平衡缸关键参数的深入研究,获得了关键参数值的大小对平衡效果的影响方式,以一个原有成型的数据进行分析研究,获得了更为合理的参数值,为弹簧式平衡缸的设计提供了理论依据。     

全自主机器人垂直异构双目视觉研究

针对对称式双目视觉系统在RoboCup足球比赛中的局限性，在研究AS—R自主机器人单目活动视觉的基础上，建立了垂直异构双目视觉系统，实验结果表明，垂直异构双目视觉系统是可行有效的，结合小波变换、边缘检测和轮廓提取等技术，能提高机器人在复杂环境中的自主工作能力。     

电力铁塔攀爬机器人直线推杆机构设计与分析

面向输电系统检测及维护作业的自动化,提出并设计了一种可以在电力铁塔表面自由移动的五自由度双臂关节式攀爬机器人,以期代替人工完成危险的高空攀爬检测作业任务.该电力铁塔攀爬机器人机构紧凑,左右机构对称,创新采用直线推杆机构实现两臂张合功能,此机构可良好支撑机器人双臂,相比传统关节设计采用的大转矩电机直驱方式,大幅度降低了对驱动电机的转矩要求.建立了机构CAD模型.进行了静力学分析,并在动力学仿真软件Adams软件环境下进行仿真.通过和电机直驱关节方法比较,分析和仿真结果均表明采用直线推杆机构可减小驱动电机转矩.样机试验结果表明电力铁塔攀爬机器人系统的设计组成原理合理,系统方案成功可靠.     

165kg焊接机器人有限元模态分析

为了使焊接机器人具有更合理的结构和良好的动态性能,在模态分析理论基础上,以165kg六自由度垂直多关节型焊接机器人为例,应用Solidworks软件建立了该机器人有限元模型,选取其三种典型位姿,分析了整机在不同位姿下的模态特性,找出结构薄弱环节并给出改进建议。计算出选定重要零部件的前5阶固有频率并进行模态匹配分析,验证了该机器人结构模态分布的合理性。提出的研究方法对于一般的工业机器人有限元分析与结构优化设计具有一定的借鉴意义。