瓷砖墙壁攀爬机器人结构系统研究

针对日益突出的瓷砖脱落导致的安全问题,设计了一种瓷砖墙壁攀爬机器人,机器人具有检测即将脱落的瓷砖并自动做标记的功能和跨越各种墙角的能力。采用STM32F103RC为核心的控制系统控制机器人的运动,利用红外通信来实现人机交互,利用三维软件Solid Works进行有限元实体建模,利用Solid Works Simulation对机器人进行应力分析,得到应力分析图,为机器人的优化设计提供参考依据。     

攀爬除锈机器人的系统研究

为解决船舶手工除锈、机械除锈劳动强度大、效率低的问题,设计了一种攀爬除锈机器人,其主要由四足机构、脚部机构、除锈模块、安全模块、视觉模块、运动控制模块组成。四足机构采用了大扭力舵机,具有12个自由度;脚部机构采用强吸力电磁铁,可以牢牢地吸附在钢铁表面;除锈模块采用360°舵机,效率高,速度块;安全模块采用了安全绳,用来保护机器人;视觉模块采用OpenMV摄像头和与OpenMV配套的WIFI模块;运动控制模块采用ESP32单片机控制,可靠性高。制作了样机,经测试,该机器人接收指令后实现了监测和除锈等功能。     

油田注水机器人视觉定位系统研究

针对采油注水作业大量耗费人力的问题,该文阐述了一种油田注水机器人用于代替人工注水作业,并对运水车泄水管口视觉定位方法进行研究.该方法首先利用图像处理技术提取管口图像,其次,运用边缘检测的方法对泄水管口的形状进行拟合并获取管口的形状特征,最后,通过对平行双目立体视觉的原理进行研,获取了油田注水管口的三维坐标位置信息.实验...     

攀爬蛇形机器人越障静态机理研究

介绍了蛇形机器人运动模式的研究现状并提出了一种进行外攀爬的蛇形机器人结构,该蛇形机器人有16个PR-T模块单元,P-R-T模块是一种在P-R模块的基础上添加一个平移运动组件的模块。这种结构使得该机器人姿态调整运动与前进运动分离开来,使机器人运动控制更加简便。基于这种结构对蛇形机器人进行了运动学建模,通过对其越障运动规划与各P-R关节位置及关节转角的分析,提出了一种攀爬蛇形机器人越障方法。通过MATLAB软件进行攀爬蛇形机器人越障仿真,验证了越障方法的正确性。     

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。     

阶梯攀爬服务机器人设计研究

为解决未安装电梯的低楼层货物搬运问题,设计了一种阶梯攀爬服务机器人样机,机器人由转向机构、变形轮、重心调节机构和底盘等组成。控制系统以飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XS128为控制器,以CodeWarrior IDE软件作为机器人软件开发平台,并着重对检测系统进行研究。机器人在真实环境下进行了爬越台阶、楼梯等越障实验,验证了其越障能力和环境适应能力。     

阶梯攀爬机器人结构及控制方案设计

针对阶梯攀爬机器人工作过程中的楼梯攀爬及避障问题,对阶梯攀爬机器人机械结构、机器人阶梯攀爬方式、差速驱动方式下机器人运动方程进行了分析,对阶梯攀爬机器人行驶过程中障碍物检测、避障控制策略进行了研究;基于模糊控制原理,建立了阶梯攀爬机器人模糊避障规则,提出了一种基于MC9S12XS128单片机以及超声波传感器的阶梯攀爬机器人障碍物检测、避障及楼梯攀爬控制系统,并利用所研制的阶梯攀爬机器人样机进行了机器人避障、楼梯攀爬测试。测试结果表明,基于变形轮与行星轮相结合的阶梯攀爬机器人机构可以实现阶梯攀爬机器人避障及攀爬楼梯的功能,控制系统可以准确、迅速判断障碍物以及楼梯所处位置,并依据所建立模糊避障规则完成避障及楼梯攀爬任务。     

ENT 手术机器人视觉系统研究

设计一套耳鼻喉手术机器人视觉系统,采用参数约束化方法对双目CCD系统进行标定,提高系统精度。利用光心点到投影线距离之和最小的约束方程,缩小重构范围,提高三维空间坐标的求解精度。提出在喉镜口端面建立欧氏空间坐标的方法。将视觉系统与机械人控制系统进行了集成。     

双半球型胶囊机器人弯曲肠道内视觉导航方法

为了实现主被动模态双半球型胶囊机器人在肠道内转弯行走,提出了一种视觉导航方法,首先利用动态调姿模态时胶囊轴线与万向旋转磁场轴线的同轴随动特性,并结合同一俯仰角和两个不同侧摆角下单目摄像头所拍摄的两幅无线传输图像确定摄像头的姿态,然后在摄像机坐标系内提取摄像头对准弯曲肠道时图像的暗区质心像素位置,在万向均匀旋转磁场条件下结合摄像头的姿态信息,通过计算固定坐标系下弯曲肠道图像暗区质心的方位来确定胶囊的视觉导航方位,最终确定胶囊转弯滚动磁场轴线方向,以便实现胶囊在肠道内的视觉辅助导航作业。试验证明该方法可用于胶囊导航,不需要附加传感装置,胶囊结构紧凑,为实现胃肠环境内遍历检查与医疗作业奠定了基础。     

视觉图像在擦窗机器人位置检测中的应用

介绍了一种新型吊蓝式高层建筑擦窗机器人系统，该系统已成功用于高层建筑玻璃幕墙请洗作业中。在简单介绍了机器人结构、工作过程和控制系统组成后，着重对视觉图像在擦窗机器人位置检测中的应用进行了详细讨论，利用Sobel算法对玻璃窗框进行边缘检测和提取，井在实际使用中收到了满意效果。     

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.     

一种全方位爬缆机器人的设计与分析

提出了一种应用于缆索维护的爬缆机器人机构实现方案,该机器人采用中心可转向的轮式驱动;介绍了机构组成及工作原理,在建立缆索曲线约束模型的基础上分析了机器人的驱动力,计算出了机器人能够在斜缆上工作所需要的临界驱动力;讨论了机器人在斜缆上工作时机器人轴和缆索轴不重合而出现偏心的原因,提出了减小偏心的方法,并计算出了为保持机器人对斜缆的适应性所需要的最小偏心量。实际应用表明,该机器人能够实现在缆索上的全方位运动,可适用于不同粗细的缆线,适合完成一系列缆索自动维护工作。     

超高压线巡检机器人移动越障机构综述

介绍了国内外超高压输电线路巡检机器人的研究现状,分析了几种典型的巡检机器人传动原理、机械结构的特点,详细探讨了巡检机器人移动、越障的运动机理和机构形式。最后总结了巡检机器人移动越障机构的难点,展望了巡检机器人的发展趋势。     

水冷壁清扫、检测爬壁机器人防尘密封系统的研制

气幕密封技术是水冷壁清扫、检测爬壁机器人的关键技术之一。在此介绍了机器人气幕密封系统的设计和理论分析,为推广爬壁机器人技术在电力领域的应用奠定了基础。     

含柔性吸附材料的攀爬机器人振动特性与稳定性分析研究

为了提升攀爬机器人壁面运动稳定性从而提高其工程应用能力。针对攀爬机器人壁面运动过程的振动与动力学耦合特性问题,本文设计制作了一种含柔性吸附材料的攀爬机器人。基于刚柔耦合原理,获得刚性体与柔性体运动学递推关系,利用拉格朗日原理建立攀爬机器人动力学方程。推导得到反应动力学耦合程度的数学模型。通过仿真分析得到运行相同位移情况下,通过调整加减速时间比例使得机器人振幅下降35%,分析得到一定范围内攀爬机器人刚性质量与吸附材料弹性模量增加通过降低动力学耦合程度降低攀爬机器人振动响应。通过样机实验测量了攀爬机器人负载能力与不同运动阶段真空度与流量的稳定性。研究为攀爬机器人的驱动控制策略与工程应用奠定基础。     

全区域覆盖移动机器人的导航系统总体设计

导航与定位是自主移动机器人研究的重点,是实现移动机器人智能化的核心技术。本文从全区域覆盖移动机器人面临的实际环境,综合光电编码器、磁航向角传感器和LMS221系列激光雷达的特性设计一种混合定位系统。通过理论分析,论述同时定位与地图创建方法（SLAM）在导航系统中应用的可行性和解决方案。     

基于电磁跟踪与超声图像的介入机器人穿刺导航方法及实验研究

在超声引导的微创介入手术应用中,仅凭超声图像难以实现对手术针实时、准确的跟踪。利用电磁定位系统结合超声图像实现微创介入机器人的穿刺导航任务。超声图像用于确定局部病变的位置,电磁定位系统用于对手术针进行实时定位和跟踪。为使二者有机结合,提出了一种基于伯恩斯坦多项式的误差补偿方法,对跟踪误差进行补偿;采用N线模型法对超声图像进行标定,并以此为基础完成手术针与图像空间的配准,进而提出了虚拟进针路径的概念,实现了电磁定位数据与图像数据的融合。为验证所提方法的有效性和可行性,对超声系统与电磁定位系统的结合性进行了实验研究;搭建了前列腺微创介入机器人平台,进行了多种角度下的靶向穿刺定位实验。实验结果表明:在使用尼龙作为机器人本体材料、钛合金材质手术针的前提下,所提方法对假体穿刺的平均精密度为1. 14 mm,平均准确度为1. 62 mm,能够满足前列腺介入手术的临床精度要求。     

应用Canny算法和灰度等高线的金相组织封闭边缘提取

为了对金相组织的多项组织含量进行定量分析,提出应用Canny算法和灰度等高线相结合的方法来产生封闭金相组织边缘。首先,采用高斯函数对金相组织的灰度图像进行模糊处理,然后,用Canny算法对模糊后的图像获取具有单边缘效应的原始边缘。通过最大类间方差法对原始边缘进行自动计算,获得抑制虚假边缘的阈值,并通过该阈值获取基础边缘。由于基础边缘具有不连续性,因此需根据基础边缘端点的邻域灰度中值计算所需的灰度等高线,同时根据设定的等高线和基础边缘融合的条件,以基础边缘的端点为起点生成封闭边缘。实验结果表明,该算法可有效地生成符合要求的封闭边缘,采用该算法产生的封闭边缘进行金相组织含量测定可使测量误差降低到±1%,可测组织含量范围达到5%～95%。该算法能满足多项金相组织含量测定的定量分析要求且具有普适性。     

基于注意力机制的曲轴瓦盖上料机器人视觉定位和检测方法

为了解决曲轴瓦盖人工上料效率低下、易出错的难题,研究了基于注意力机制的曲轴瓦盖上料机器人视觉定位和检测方法,实现自动上料.针对图像特征不明显,在Faster R-CNN的特征提取网络引入注意力机制,将曲轴瓦盖图像不同位置的权重映射到特征通道,使深度学习模型能够更多地关注曲轴瓦盖的边缘和中心语义信息.为进一步提高定位精度...