扩散反射式接近传感器及其应用

简述了机器人的接近觉概念以及用接近传感器实现接近觉的基本方法。主要介绍了扩散反射式接近传感器的原理、性能、技术参数和调整方法。文末给出了实测结果和将其应用于室内机器人实现接近觉的实例。     

移动机器人非视觉传感器及其信号处理方法

非视觉传感器是机器人认识和了解外部环境的重要途径，移动机器人常用的非视觉 传感器包括超声、红外、接近传感器等．这些传感器大多是以环或阵列的形式出现，因此其 信号处理往往要占用机器人大量的CPU时间．本文提出了一种采用多DSP控制和处理各类非视 觉传感器的方法，给出了传感器信号处理的原理和具体实现．同时我们引入了并行处理的机 制，各类传感器信号处理可同时进行，在很大程度上提高了机器人传感器信号处理的速度， 有利于机器人在实时动态环境中运行．并给出了非视觉传感器信号处理的实验结果，验证了 该方法的有效性．      

基于神经网络的接近觉目标定位方法研究

针对水下声传感器的多目标定位问题,根据水下超声传播与反射原理研制了一种新型接近觉传感器。详细介绍了水下接近觉的工作原理及组成,并对基于此传感器的多目标定位进行了仿真研究;与目前国内外所采用的几何相交定位技术不同,所采用的BP神经网络定位方法突破了目前方法中定位目标数目的限制,通过区域定位和角度精确定位的两类仿真实验表明了所采用方法的有效性及定位精度。     

多传感器手爪的研究

本文介绍了一种多传感器机械手爪，手爪上安装了接近觉接触觉滑觉滑力觉滑热觉与温觉等５种传感器。该手爪与简易视觉结合能使机器人完成一些不同截面形状和材质工件的识别。     

机器人红外接近觉、光纤触觉和握力觉传感器

设计和研制了红外接近党传感器以探测物体的存在；设计和研制了机器人触须探测物体的触觉和模拟机械爪抓取物体的握力觉传感器。单片机系统控制传感器数据采集和初步判断，为机器人控制和驱动提供感觉信息。     

基于PVDF压电薄膜灵巧手触觉传感器的研究

研制一种可以感知触滑觉的传感器,该传感器由PVDF薄膜制作,因其柔顺的表面及小巧的尺寸使之能粘贴在手指上.信号处理电路对薄膜产生的微弱电荷信号进行转换、滤波、放大.软件程序采集并分离触滑觉信号,根据特征值的大小判断是否输出相应的感觉信息.     

HI—1三感觉机械手的研究

本文对机器人的接近觉、接触觉、滑觉进行了研究,设计并制作了能装于机械手爪上的小型组合传感器.传感器组成的系统在一简易的机械手上完成了抓鸡蛋、纸盒、玻璃瓶、铁块等多种操作.     

基于C8051F340的超声避障机器人设计

智能移动机器人是当前机器人研究的一个重要领域,具有广阔的应用潜力.以C8051F340单片机为核心,设计了一种基于超声测距的智能避障机器人,介绍了系统软硬件电路的设计与实现,设计了由舵机和超声渡传感器构成的测距模块.在不影响机器人避障的情况下,有效的减少了传感器数量,简化了硬件电路.实验结果表明模糊控制算法对环境有很大的适应性.能够实现机器人的自主避障.     

移动机器人多传感器测距系统研究与设计

设计了多传感器测距系统的硬件电路和相应的软件,采用高速运放和高速比较器减小信号传输延时,用双比较器整形电路消除回波前沿时间误差,利用FPGA进行高速计时,对声速进行温度补偿,并对其盲区采用红外线测距传感器和碰撞开关进行弥补,提高超声波测距精度.实验表明,在近距离测量范围内,该超声波测距方法可以达到毫米级.这种测量系统可以满足机器人避障与定位的实际需要.     

红外传感器在教育机器人避障电路设计中的应用

红外传感器在家用电器遥控和机器人避障方面有着广泛的应用,笔者根据红外传感器的这一特性设计出一款教育机器人避障电路,介绍了红外传感器在机器人避障电路中的应用,给出红外传感器与单片机系统的硬件接口电路和避障软件的编程思路,并通过测试,得出了影响红外传感器避障的相关因素,并提出了改进的方法和措施.     

一种基于概率的超声波模型的设计

超声波检测迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,且其测量精度能达到工业实用的要求。在超声波硬件电路基础上,重点对声纳的测量特性及其信息不确定性进行了分析,并提出了一种新的超声波传感器模型。该模型在均匀分布超声波模型的基础上,利用概率方法能准确描述声纳扇形范围之内的障碍物位置,通过仿真验证了该模型的有效性和实用性。     

基于超声测距的工业机器人避障控制系统设计

工业机器人对于自身与障碍物之间的距离测量不准确,无法根据二者距离判断行驶路径,导致避障效果较差。为此基于超声测距技术设计了一种新的工业机器人避障控制系统,从硬件和软件两方面对避障效果进行优化设计。将具有脉冲信号的超声换能器安装在单片机的操作模块中,增加MOS功率器件作为超声换能器的驱动元件,应用EA1、EA2和EA3三种型号的误差放大器,将回波信号稳定放大到电路中,利用运算放大器和RC网络电路实现滤波放大,利用信号检测电路实现检测。利用超声波传感器精准测量出自己与障碍物之间的距离,通过建立模糊数据库、定位漫反射信息、提取不同方向的测距信息实现工业机器人避障控制。实验结果表明,设计的基于超声测距的工业机器人避障控制系统能够准确测量出与障碍物之间的距离,避障控制准确率平均值达97.4%,能够实现工业机器人避障防碰撞操作。     

基于压电电缆的移动机器人智能化安全传感器

为了提高移动机器人的安全防护能力,利用压敏电缆并外加有保护层和缓冲层,设计和开发了新型智能型安全传感器.该传感器不仅能够感知到碰撞的发生,而且能够测量出碰撞发生的准确位置.完成了从传感器的结构制作、信号放大、信号变换和检测电路的设计和开发,又在理论分析与仿真的基础上,对移动机器人进行了现场的实验研究,验证了该种传感器的可靠性和实用性.     

基于超声波传感器的移动机器人定位研究

为了解决超声波传感器在感知环境的过程中的不确定性问题和在定位过程中存在的噪音,以Pioneer 3-AT机器人为实验平台,运用概率算法解决对象本身和对象之间的不确定性关系,理出各种算法之间的内在联系,对移动机器人的定位算法作了相关分析与研究,并利用Mobilesim平台在自建的现场全局地图上进行实验。实验表明:使用改进蒙特—卡罗算法的移动机器人有着较好的定位效果,能够满足实用要求。     

简易家庭服务机器人系统设计

设计了一种简易的家庭服务机器人系统模型,系统以EasyARM2100单片机为控制核心,带减速装置的直流电机作为小车的动力装置,普通直流伺服电机作为清扫电机,再加以红外光电传感器、超声波传感器和液晶显示电路构成。系统以单片机为中央控制器,通过接收传感器回传的数据确定小车的位置状态,然后,控制小车的工作,由光码盘实现速度测量。利用超声波传感器模块实现测距,并配合软件计算实现避障,从而实现地面清扫,定时催醒等功能。经过各模块联合调试,机器人对位置状态判断准确,并能够改变PWM占空比对电机调速,从而实现机器人转向,各项指标均达到设计要求。     

超声在移动机器人障碍物检测中的应用研究

在移动机器人的相关技术的研究中,移动机器人障碍物检测是机器人研究的一个重要方向。以上海英集斯自动化技术公司生产的MT-R机器人为研究对象,首先利用其内部安装的超声传感器及相关软件测量机器人前方障碍物的距离,得出测量结果,并分析误差原因;其次利用机器人前面三个超声传感器进行避障实验,运行过程基本能够满足一般要求,但对特殊障碍如有桌洞的障碍物,机器人钻入桌洞,无法避开。单独采用超声传感器不能满足机器人对障碍物的精确识别,有必要结合其他传感器提高障碍物的测量精度。     

电容式触觉阵列传感器原理与设计

触觉是构成智能机器人的核心技术--感觉技术的重要组成部分.电容式触觉传感器在智能机器人的设计中具有很高的实用价值.本文论述了电容式触觉阵列传感器的测量原理,给出了该传感器及其变送电路的设计,讨论了数据采集系统的结构.     

超声传感器补偿算法在机器人避障中的应用

分析了井下钻孔机器人避障中超声波传感器的局限性,并提出解决的方案。着重指出对超声波进行温度、湿度补偿,尝试用Elman反馈神经网络逼近函数。Elman网络隐含层采用"Tansig"激活函数,输出层用"Pureline"激活函数,保证了只要有足够多的隐含层神经元个数,网络就可以任意精度逼近任意函数。经实验验证:对超声测距进行温度、湿度补偿后,其测量精度提高了2个数量级。大大改善系统中避障模块的工作效率,提高了钻孔机器人躲避障碍物的能力。     

基于模糊控制的全位移平衡机器人设计

设计了一种模糊控制的四轮全位移平衡机器人,通过SolidWorks改进设计了基于麦克纳姆轮的全位移平衡底盘、双轴云台等机械结构。以Altium Designer为开发平台设计了STM32F405核心板主控,外设电路设计主要包括:ICM20948传感器电路、CAN通信差分电路等。使用Simulink对算法进行仿真验证,云台控制算法使用了串级PID控制,底盘通过HI220陀螺仪传感器结合模糊控制算法实现平衡及运动。最终制作出了实体机器人并对模糊控制算法进行了验证,与传统PID算法相比,基于模糊控制的平衡机器人在响应速度、鲁棒性、稳定性等方面均有一定的提升。相比于传统四轮机器人,制作的平衡机器人能够更好地通过狭小的空间,对环境的适应性更强。     

移动机器人超声波避碰传感器系统设计

为了避免移动机器人在行进过程中与障碍物发生碰撞,设计了一种基于LPC2119微控制器的超声波避碰传感器系统。文章首先介绍了超声波发射电路、回波电压放大电路和检测电路的设计方法;巧妙地应用74HC154的简单电路实现了多路超声波信号的循环发射;利用LM567实现了锁相环回波检测电路,针对超声波传感器之间的回波干扰,提出了一种有效的解决方案;最后根据实验测量结果,应用最小二乘法得到了距离补偿公式,在移动机器人运行的过程中,该系统实时地循环检测机器人周围的障碍物信息,有效地避免了碰撞现象的发生。