基于多源信息融合的床椅机器人自主对接技术和方法研究

目的 探讨床椅机器人室内自主对接技术与方法,实现长期卧床人群的非人工移位护理需求。方法 采用超声等多源信息融合与定位导航技术,依托机器人伺服系统实现床椅机器人轮毂电机精准控制。结果 多传感器融合定位精度达到厘米级;移动轮椅和床体柔性、安全和精准的自主完成对接。结论 多传感融合定位对接系统相对于传统的激光雷达、图像识别等方案具有高效、易用和性价比优势,床椅自主对接避免了受护者被搬运带来的跌落受伤风险,同时提高了受护者尊严感和幸福度。     

可自修复的模块化机器人对接系统设计

研究了新型网格型三维运动空间自重构模块机器人M-Cubes的对接系统的机构设计,在此基础上,针对该机器人的自修复性能和模块连接可靠性的不足,为其设计了一个新的对接系统.该对接系统主要由可伸缩轴和可变孔组成,通过可伸缩轴和可变孔的对中、配合、锁紧和松开可实现正常模块与正常模块、正常模块与故障模块的连接和分离,从而可实现自重构,保持机器人整体构型的完整性.对相邻模块对接时垂直锁紧机构进行了受力分析和仿真和实验的结果证实,该系统能够满足自修复的要求,连接的可靠性也更高.     

PLC控制在工业机器人组装系统中的应用

在工业发展过程中,为了提高生产效率,减少成本投入,在生产中逐渐引入自动化技术,工业机器人得到广泛应用。PLC控制技术具有良好的适应性、可靠性,在工业机器人组装系统中得到广泛应用。该文主要阐述了PLC技术的概念、优点以及如何利用PLC控制工业机器人等,分析工业机器人的控制方式,并探究PLC控制在工业机器人组装系统中的应用。     

采用多媒体技术的爬壁机器人视觉导引控制

提出了采用多媒体技术进行爬壁机器人视觉导引控制，通过固定摄像机与移动摄像机相结合的视觉反馈方式、提高爬壁机器人视觉闭环控制系统精度的控制策略。这种控制方式可有效地改善人机接口界面，实现控制系统的小型化，使爬壁机器人具有一定的自主控制功能。     

可变形机器人自主攀爬楼梯控制研究

设计并实现了一种机器人自主攀爬楼梯系统,研究了复杂环境下可变形机器人自主攀爬楼梯的控制方法。通过分析楼梯面与机器人履带的接触方式,包括梯面打滑、棱刺打滑、履带打滑等,确定了机器人进行梯面翻越、梯面行走时不打滑的条件,以提高机器人的爬行效率。对传感器的感知信息进行滤波,以提高机器人的感知能力,确定楼梯的首末台阶,进而制定有效的爬行策略。通过对整个控制系统进行建模分析,建立了系统的软件流程图;通过对多种典型楼梯环境进行试验,验证设计方法的有效性及较好的鲁棒性。     

基于视觉临场感的机器人遥操作系统

介绍了基于视觉临场感的机器人遥操作系统。该系统有机地把视觉临场感技术和机器人遥操作技术结合在一起,显著地提高了遥操作系统的性能。系统自主研制了视觉临场感系统,在普通的微机上实现了时分多路的立体视觉系统。自主研制了ＰＳＤ实时测量和位姿解算系统,实现了操作者的手部位姿的实时测量。深入地研究了机器人实时跟踪控制的算法,并在原有ＰＵＭＡ５６０机器人的基础上改造了核心控制软件,实现了机器人对操作者手部运动的     

基于网络的空间机器人遥操作体系结构

提出了一种面向Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的遥操作空间机器人共享控制体系模型,阐述了基于远端监控遥操作和近端智能自主控制相融合的遥操作控制结构,完成了时延情况下从Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上操作拥有１５个自由度的智能机器人臂手集成系统。该系统采用基于国际互连网的主从控制结构,在多媒体交互和预测显示仿真技术的辅助下,实现了用户在广域网上控制实验室的机器人完成抓杯倒水等动作。     

满足不同任务需求的服务机器人系统设计

随着机器人技术的发展,服务机器人已经进入人们的生产生活。根据需求的不同,服务机器人的功能有搬运、引导和巡检等,而一些重要的场合需要机器人执行多种任务。本文设计了一种满足不同任务需求的服务机器人,利用多传感器融合的即时定位与地图构建(SLAM)方法实现机器人自主定位和巡逻;利用神经网络与点云聚类算法相结合识别和定位物品,并控制机械臂抓取;将改进的局部路径规划方法与全向轮底盘相结合实现机器人自主避障。本文模拟医院场景搭建了测试环境,机器人能够完成自主巡逻、自主避障、接收语音指令、到指定地点取药并送至指定病房,验证了系统的可行性。     

利用红外和激光导向实现移动机器人的精确对接

该研究的目的是实现低成本、高精度的移动机器人对接.利用红外和激光导向的方法检测环境并进行精确定位.首先,利用从对接站发出的垂直激光束使机器人锁定在光束上.即光束从对接站中心位置发出并垂直于墙面,并通过保证激光束位于机器人上的传感器阵列的中心来操纵机器人驶入对接站.然后,红外传感器界测出机器人与对接站的距离,并使机器人进入最后的对接位置.提出了控制马达的相应的算法.实验结果显示:对接精度小于4 mm.     

可变形模块化履带机器人构型转换原理与验证

为实现机器人在不同环境中能够通过改变自身构型跨越障碍并完成任务,需对可变形模块化履带机器人构型之间的相互转换进行研究。以具有27种构型的机器人为研究对象,该机器人构成一个构型网络,每种构型被定义为加权定向构型网络中的一个节点。从一种构型到另一种构型的转换由非负权值的有向路径表示,权值均为1。采用Floyd算法,通过对距离矩阵和路由矩阵的迭代计算,求出构型网络中任意2种构型之间相互转换的最短步数与经过的中间构型。实物实验给出了可变形模块化履带机器人27种构型之间的相互转换以及面对不同环境以不同的构型应对的结果。实验结果表明,该机器人可以通过最短路径实现构型之间的相互转换,并且随着所处环境的不同,机器人可以改变自身构型顺利跨越障碍并完成任务。