智能动态测定型空气净化器检测用环境试验舱的研制与评价

研制一种新型的可实时检测舱内空气的空气净化器检测用环境试验舱,本设备主要由外环境保温箱体、测试内舱、空气净化与温湿度控制系统、搅拌风扇、试样架、污染源发生装置、空气采样与检测装置、控制系统。通过对环境舱的性能进行测试,结果表明其温湿度控制精准,甲醛、颗粒物含量检测准确,能够实现远程控制并将实时检测数据发送到操作人员的远程控制软件上;当舱内温度21℃,湿度40%时,甲醛、PM2.5两种污染物自衰减分别为5.5%和4.6%。以上数据表明此环境试验舱性能良好,可用于空气净化器的检测。     

基于物联网远程控制的上肢康复机器人系统研究

设计了一种基于物联网的远程控制上肢康复机器人系统。该系统通过位置传感器和扭矩传感器分别采集机器人机械臂的位置和力矩信息,由STM32控制器将其传输给上位机,经过处理后发送控制命令给下位机STM32控制器,从而控制康复机器人电机驱动;在客户端显示上肢康复机器人数据信息,同时通过互联网,服务器和客户端可以进行数据信息和视频信息传输,服务器端远程控制客户端患者进行康复训练。实验证明,该机器人系统可以实现不同模式下的康复训练,同时服务器端可以远程控制客户端,从而表明该上肢康复机器人系统的设计是可行和有效的。     

机器人电缆扭转测试系统的研发与设计

该文参考国内机器人电缆的测试系统现状,依据中国机器人产业联盟标准和德国莱茵2PfG 2577机器人系统用电缆标准,设计并研发新颖的扭转测试系统(2D扭转试验、3D扭转试验)。机器人电缆扭转测试系统的成功研制填补了国内空白,为机器人电缆的产品质量检测提供了必要的技术支持。同时也会大大降低使用单位的成本投入,产品服务也有了实时精准的售后保障。     

基于惯性传感器的球形机器人位姿控制系统及实验研究

针对复杂环境下对机器人多自由度灵活稳定运动的需求,设计一种基于神经网络自整定PID控制算法的球形机器人;该系统采用重心偏离的方式为机器人提供动力,利用对质量块的智能调速改变机器人的方向,结合陀螺仪加速度计等惯性传感器实现对机器人方向和位移的精确控制;机器人内部安装包括图像采集系统在内的多种传感器,利用设计的遥控程序,可以通过电脑或手机APP功能通过WiFi实现机器人远程控制。对机器人性能进行测试,实验结果表明该机器人运动性能良好,运动轨迹和姿态角误差在控制器接受范围内,在管道、密闭空间探查等方面具有良好应用前景。     

空气源热泵热水机性能测试台的研制

目前,空气源热泵热水机市场前景良好,但是技术水平有待提高,产品质量需要保障。本文根据6B／T21362-2008的规定和用户要求,研制一套宽负荷范围的空气源热泵热水机性能测试装置,详细介绍针对2种被测机特点进行的试验台水系统设计。测试数据达到设计要求,对同类测试系统的设计具有一定参考作用。     

微生物采样器采样效率测试方法研究

为更好的满足市场上不同类型的微生物气溶胶采样器测试需求,进一步指导生物气溶胶采样器的设计、制造、实际应用,提升国产生物气溶胶采样器的研发水平和测试精度,介绍了通过发生粒子模拟微生物气溶胶测试微生物采样器采样效率的荧光法和计数法两种测试装置的组成、测试方法以及数据处理步骤等。同时采用两种测试方法对国产的AGI-30微生物采样器和安德森六级微生物采样器进行测试,得到两款采样器的采样效率结果,以及不同采样条件对采样效率的影响。数据结果表明,AGI-30微生物采样器的采样效率随着发生颗粒粒径的增大而增加,对5μm颗粒的采样效率可达90%以上,且随着采样流量的增大,采样效率逐渐减小。此外,采样时间对采样效率也有明显的影响。安德森六级微生物采样器对8种不同粒径的粒子的采样效率均较高,基本在99%左右,存在随着粒径增大,采样效率增大的趋势。此外,通过两种测试方法的比较,可以明确荧光法和计数法与传统微生物培养法相比较更为简便,且测试过程安全、数据可靠,能够快速得到测试结果。同时荧光法与计数法相比实验过程存在较多步骤,且存在荧光淬灭问题,因此两种方法相比较,可优先选择计数法对生物采样器进行采样效率测试。     

基于激光跟踪仪的机器人性能测量与分析

正本文借助激光跟踪仪作为外部测量设备,结合自行研制的先进机器人性能测量系统(ARTS)对工业机器人进行性能测量,其指标可以覆盖GB/T 12642-2001《工业机器人-性能规范及其试验方法》规定的所有要求。一、工业机器人性能测试工业机器人性能测量的国际标准是ISO9283-1998《操作型工业机器人性能测量和测试方法》,该国际标准详细叙述了工业机器人的性能测试指标,以及每项指标对应的测试方法。2001年,我国颁布了其等效标准GB/T12642-2001《工业机器人性能规     

基于FPGA+ARM+WIFI的炸药冲击波超压采集系统设计

针对冲击波超压测试中的通用测试系统布设繁杂、存储测试系统状态无法监测和难以远程控制等问题,设计了基于FPGA、ARM和WIFI的冲击波超压采集系统,实现了对测试装置远程控制和系统工作状态的监测,省去了繁琐的布线。测试数据通过无线WIFI传送到上位机进行处理、显示。为了防止数据丢失,设计了USB接口用于数据的有线读取。多次靶场实爆试验表明:系统稳定、无线通信可靠;给出了某当量炸药的冲击波超压曲线。     

水下机器人测试及相关机构介绍

为探讨水下机器人在设计制造完成后开展相应测试、试验的现状,对水下机器人测试、试验方法的主要内容,国内水下机器人主要测试机构现状,国外水下机器人主要测试机构现状三方面进行了论述。水下机器人测试的主要内容包括整机总成测试、螺旋桨推进器测试、机械手性能测试等几块。通过介绍国内外水下机器人测试的主要机构,表明我国目前已有部分机构具备相应的测试能力,也有机构成立了专门的水下机器人测试中心。与国外水下机器人测试机构相比,除个别以外,国内的水下机器人测试系统一般较为大型,部分和船舶共用一套系统,而国外的测试系统更具有针对性,专业性也更高。整体来说,目前国内水下机器人测试系统基本都能满足相应的测试要求,并不断地向国际先进水平靠拢。     

空气源热泵热水机性能测试台的研制

针对空气源热泵热水机市场前景良好、技术水平有待提高、产品质量需要保障的现状,根据国标GB/T21362-2008《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》的规定及用户要求,研制了一套宽负荷范围的热水机性能测试装置;详细介绍了针对两种被测机特点进行的试验台水系统设计。测试台建成后,测试数据达到设计要求,对同类测试系统的设计有一定参考作用。     

电力隧道自动巡检机器人设计与运动仿真

针对现有电力隧道巡检机器人自动化程度不足、视野和观测角度有限的问题,设计了一款子母式自动巡检机器人。其中：具有移动功能的巡检机器人母机能够完成主要的日常巡检工作,并具备越障、避障能力;具有攀爬功能的子机能够完成复杂环境、极限角度条件下的勘测任务。子、母机共同协作可完成整个电力隧道的自动化巡检。首先,基于总体功能需求,提出了巡检机器人各模块的具体形式,并完成了其自动巡检的逻辑系统分层设计。然后,基于虚拟样机技术,在ADAMS (automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)软件中建立电力隧道运行环境,并结合运动学仿真分析结果优化巡检机器人母机的结构,以提升机器人在隧道内作业的平稳性并确保其所搭载的传感器均能正常工作。结果表明,母机结构优化后,巡检机器人能够平稳运行,传感器平台的抖动幅度在5 mm内,且搭载的各传感器均能正常工作,验证了该机器人方案设计的合理性。相关理论研究结果可为电力隧道自动巡检机器人物理样机的研制提供可靠的技术支撑。     

Ausbau eines Sektormagnet-RGA zu einem PC-gestützten quantitativen Massenspektrometer

With careful sampling system design and in-situ calibration, Residual Gas Analyzers (RGAs) are becoming an important tool for quantitative Gas Analysis. RGAs were previously thought of as only “cheap and dirty” qualitative instruments for detecting leaks and/or contaminants in vacuum systems. This paper presents design features of RGA sampling systems which should be considered when specifying or building a mass spectrometer sampling system. Important design features are described including non-fractionating, fast time response sampling system design, onboard calibration standards, multiple sample points and remote operation. PC control of both the sampling system and the RGA provides for important features including automatic peak position tuning, spectrum de-convolution, composition analysis based on actual calibration gas standards, and automatic round-robin sampling and data logging. Applications of such integrated sampling systems currently operating at industrial and government facilities performing continuous on-line monitoring and self calibration are also described. All mass spectrometer/RGA sampling systems consist of the same basic subsystems including high vacuum pump/fore pump combination, the mass analyzer instrument including sensor head, control electronics and display, sample inlet valves and flow restrictions, and possibly a sample withdrawal/roughing pump. Although the basics of the system are the same, the finer details of sampling system design are frequently ignored, which make the simpler, less expensive sampling systems inadequate for quantitative gas analysis. Some of these important details which should be considered when writing a specification for a mass spectrometer sampling system are reviewed here.     

三维景深数据采集和图像重构系统研究

针对基于激光测距的移动机器人三维数据采集和重构技术,提出了DSP与ARM双CPU的系统设计.首先对激光测距的移动机器人三维重构技术的国内外研究现状与趋势进行了阐述,然后提出了一种基于DSP数据获取模块、ARM主控制与图形重构模块的多模块嵌入式系统,叙述了主控制系统的硬件设计,2个模块之间用双口RAM进行通信,并针对2个模块的不同特点提出了软件设计方法,最后提出了一种根据法向量对三维图形着色和归类的方法.实验表明这种方法是可行的.     

可变车道隔离护栏运载机器人系统及其控制策略

城市潮汐交通拥堵问题可通过设置可变车道来解决。针对现有可变车道控制方式单一及智能化程度低等问题,设计了一种移动机器人来运载护栏,以完成车道隔离。为解决室外道路环境下的高精度定位问题,结合实际应用场景,应用超宽带（ultra wide band,UWB）技术设计了无线定位系统以及双标签融合定位法,实现了运载机器人运行过程中的位姿计算。根据运载机器人的位姿信息以及其搭载护栏时的运动模型,设计了相应的运动控制算法,以使机器人在运行过程中完成自主纠偏。此外,运载机器人运行过程中的相关数据通过LoRa(long range radio,远距离无线电)组网与远程服务器交互,实现了远程监控。试验结果表明：所设计的UWB定位系统的重复定位精度为0.07 m左右,能满足室外环境下的高精度定位要求;所设计的运动控制算法能较好地实现运载机器人的运动控制,达到了预期效果。该运载机器人系统能够为可变车道的智能化控制提供参考,具有良好的工程应用前景。     

包装分拣过程视觉跟踪系统设计

目的 为提高包装生产线的分拣精度,以Delta机器人为研究对象,设计一种视觉跟踪系统.方法 详细介绍包装生产线分拣系统的结构,包括机器人模块、控制模块、视觉模块和传送带模块等.提出一种平移标定算法,可简化整个标定过程,既可以提高准确性,又可以降低标定用时.该算法可以较好地解决空间限制对跟踪系统的影响.论述一种图像处理方法,通过连通区域的面积、圆度和矩形度等参数实现物料识别、定位和抓取.利用具体实验验证所述系统的可行性和有效性.结果 Delta机器人视觉跟踪系统的漏抓率小于0.1％,误抓率接近于0,精确度得到明显提高.结论 整个过程中机器人运行稳定,并没有出现冲击、颤动等现象,系统可靠性比较高,完全能够满足包装等相关行业要求.     

一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人

为了在机器人辅助远程介入手术中实现向医生提供高精度的力反馈,设计了一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人,其是一个主从控制系统,包括一个操作方便的主端装置和一个递送导丝/导管的从端装置。首先,设计了血管介入手术机器人的力检测机制,以实现轴向近端力的精准测量和径向夹紧力的感知。然后,基于血管介入手术机器人的动力学分析,设计了具有在线整定参数功能的模糊PID (proportional integral derivative,比例积分微分)控制器,以提高从端装置的递送精度和抗干扰能力,同时选择阶跃信号对所设计的模糊PID控制器进行仿真验证。最后,搭建血管介入手术机器人物理样机,并开展主从运动跟踪实验和轴向近端力、径向夹紧力检测评估实验。实验结果表明,该血管介入手术机器人具有[-0.31, 0.25] mm的运动跟踪误差,可检测平均误差为0.12 N的轴向近端力以及可感知0.47～4 N的径向夹紧力。研究结果验证了所设计血管介入手术机器人的鲁棒性以及其力检测机制的可行性,可为同类产品的设计和改进提供参考依据。     

步态康复训练机器人人机交互信息感知系统

针对步态康复训练机器人与患者实时交互的需求，研发了获取人机接触力信息的感知系统。利用拉格朗日法建立包含人体主动力的下肢外骨骼机器人动力学模型，并分析患者下肢运动动作意图，为步态康复训练交互控制提供判断依据。在步态康复训练机器人样机系统上进行了静态、动态测量实验及被动/主动康复训练测量实验，结果表明该感知系统能够满足人机接触力的检测精度要求，能在康复训练中获取人体运动意图，这为步态康复训练机器人的智能交互控制策略研究奠定了基础。     

Analysis of Robot Accuracy Assessed via its Joint Clearance by Virtual Prototyping Method

This paper discusses how joint clearance influences robot end effector positioning accuracy and a robot accuracy analysis approach based on a virtual prototype is proposed. First, a 5-DOF( Degree of freedom) neurosurgery robot was introduced. Then we built its virtual prototype, made movement planning and measured the manipulator tip accuracy, through which this robot accuracy portrait was obtained. Finally,in order to validate the robot accuracy analysis approach which is based on a virtual prototype, the result was compared with that from a model built by robot forward kinematics and robot differential kinematics.The robot accuracy analysis approach presented in this paper gives a new way to enhance robot design quality, and help to optimize the control and programming of the robot.     

Development of a dual-robot system for prototype production

A dual-robot machining system has been developed for manufacturing complex objects. The system consists of two six-axis industrial robots with flexible tool changers, a CAD/CAM package for geometric design and toolpath generation, a robot simulation package for collision avoidance, and a vision system for robot calibration. It offers the flexibility to reconfigure the robots of the system to accommodate workpieces of different shapes and sizes. A prototype of the system has been successfully developed and tested, and shows satisfactory performance in machining quality and control over the configurations of the robots. Examples are given of the application of the system to machining objects with spherical and sculptured surfaces. The system has been shown to be flexible, reconfigurable, automatic, and capable of manufacturing complex prototypes in the current industry environment.     

Pipeline Defect Detection Cloud System Using Role Encryption and Hybrid Information

Pipeline defect detection systems collect the videos from cameras of pipeline robots, however the systems always analyzed these videos by offline systems or humans to detect the defects of potential security threats. The existing systems tend to reach the limit in terms of data access anywhere, access security and video processing on cloud. There is in need of studying on a pipeline defect detection cloud system for automatic pipeline inspection. In this paper, we deploy the framework of a cloud based pipeline defect detection system, including the user management module, pipeline robot control module, system service module, and defect detection module. In the system, we use a role encryption scheme for video collection, data uploading, and access security, and propose a hybrid information method for defect detection. The experimental results show that our approach is a scalable and efficient defection detection cloud system.