自主越障巡检机器人质心调节控制

巡检机器人在跨越障碍时,质量偏心产生的偏矩破坏了机器人车体的水平姿态．本文提出了一种质心调节方法,利用倾角传感器测量机器人车体与水平面之间的倾角,从而控制配重块移动电机的运动,将机器人的质心调节到悬挂于架空地线上的那只手臂上,因此能保证机器人车体保持水平姿态,确保需要脱线或上线的手臂完成相应的动作．最后,通过仿真试验验证了质心调节控制方法的可行性．     

轮腿式机器人越障动力学建模与影响因素分析

研究了一种具有多种驱动模式的轮腿式机器人的越障动力学问题．首先描述了机器人爬越垂直障碍的 过程,进而构建了越障过程的动力学模型．该模型可以体现各电机输出转矩之间的关系以及运动状态、重心分布等 影响因素．通过对整个过程的分析,确定了驱动系统中两种电机输出力矩的极限状态,并分析各因素对其最大输出 力矩的影响,最后给出了机器人最大越障高度的计算方法．上述结果可为提高机器人的复杂环境适应能力提供理论 依据．     

深海复合轮式采矿机器人越障性能研究

针对深海富钴结壳和热液硫化调查区复杂多变的底质环境特征,提出了一种兼有主被动混合越障模式的复合轮式采矿机器人.该机器人主体由4组复合轮组与铰接密封抗压型整体罐式车架组成.建立了典型越障工况下复合轮组结构的静力学模型,得到了影响其越障性能的主要结构参数,利用MATLAB工具箱对复合轮组结构参数进行优化设计,实现机器人越障性能的提高.结合深海复杂多变的底质环境特征,运用ADAMS软件对优化设计后的复合轮式机器人进行动力学建模和仿真分析.获得了机器人越障过程中的运动学特性曲线和力学特性曲线,并通过研制原理样机对其越障性能进行测试验证.结果表明,该机器人在复杂多变的深海底质环境下中具有较强的越障能力和通过稳定性.     

基于粒子群模糊的除冰机器人越障规划

由于除冰机器人多在天气恶劣,覆冰较厚的输电线路上工作,现有的基于视觉伺服越障策略存在图像质量差,冰、线区分难等不足。根据模糊逻辑和粒子群优化原理,提出了一种除冰机器人在线越障和路径规划方法。该方法通过模糊规划器实现除冰机器人机械臂的无障跟踪和平稳越障。在此基础上,以机械臂末端经过路径长度和与目标点距离的综合最小为目标,利用粒子群算法对模糊规划器输出角度进行在线优化。仿真结果表明:与传统的模糊越障规划相比,该方法不仅满足除冰机器人实时规划和自主越障的要求,缩短了机械臂经过轨迹的长度,提高了除冰机器人的工作效率和续航能力,为实际工程应用中除冰机器人的能源短缺问题,提供了一种节约使用方案,具有一定的工程应用价值。     

铰接履带式海底采矿车越障性能仿真研究

针对产于复杂恶劣地形海山表面的深海矿产资源钻结壳,提出了钴结壳采矿车采用铰接式履带车的技术方案,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS/ATV履带车工具包,开发了铰接履带式海底采矿车的三维动力学模型和虚拟样机,进行了其通过垂赶障碍和沟槽地形的越障性能仿真研究和结果分析.仿真研究表明,铰接履带式海底采矿车建模正确,仿真真实,越障性能优良,且超过我国钴结壳采矿车技术要求,仿真数据可为物理样机研制提供技术参考.     

基于ADAMS的输电线路移动机器人越障仿真

移动越障机构是输电线路移动机器人的基础,也是目前制约线路移动机器人发展的技术障碍之一.采用SolidWorks三维建模软件和ADAMS动力学仿真分析软件在虚拟环境中建立双臂移动机器人的仿真模型.通过避障路径规划生成运动仿真数据,在ADAMS虚拟环境中实现双臂移动机器人的稳定越障.仿真结果表明:双臂移动机器人的两臂交错滑移结构设计能够满足行走要求,且避障路径规划方法可行,仿真数据可为下一步双臂移动机器人物理样机的研制提供理论参考.     

可重构机器人越障运动的规划

提出一种新型的可重构机器人,该机器人在受一个驱动力矩的作用时,在不同约束下表现的输出形式不同. 利用机构这一特点,实现了机器人移动中的自主越障运动．主要针对机器人越障运动中越障高度受导轮和手臂影响的问题,提出一种借助环境同时改变手臂姿态的越障规划方法,有效地提高了越障的高度．通过试验样机验证了规划方法的有效性．     

基于虚拟传感器和脚本控制的移动机器人越障仿真

为了实现移动机器人越障运动过程的仿真,运用机械系统仿真软件ADAMS,构建虚拟传感器并编写脚本仿真程序。实例分析表明,基于脚该控制,可以完成复杂运动的仿真。通过三维动画既可以观察移动机器人越障运动过程,同时还可绘制仿真曲线,观察运动过程中可能出现的问题。     

基于PC/104嵌入式越障机器人系统的设计

本文介绍了PC/104模块的功能特点,PC/104的计数器、中断和数字量I/O端口部分的控制程序;基于嵌入式PC/104的控制模块的越障机器人系统的实现方法.该系统具有简洁可靠、实用性强等特点,为机器人运行的准确有效性提供了可靠保证,在实际运行中,取得了满意的效果.     

主从履带复合式机器人越障研究

针对机器人越障过程中的重心位置变化情况,提出一种主从履带复合式机器人越障研究方法。给出机器人样机模型,研究样机的重心变化规律和主履带系统链轮的负载扭矩变化规律,并进行越障和楼梯仿真分析。仿真结果表明,重心变化是影响越障和爬越楼梯成功与否的关键因素,样机重心位置发生变化时,履带系统链轮转矩将出现最大值。     

一种新颖的基于二分法和模糊控制的移动机器人避障系统

针对超声波传感器波束角窄导致移动机器人存在避障盲区的现状,研究了一种新颖的超声波避障系统。该系统采用六个超声波传感器构成特别设计的超声波阵列,实现无盲区检测中大型移动机器人前方及左右两侧障碍物的位置,充分保障运行安全性;同时在避障算法上,采用二分法和模糊控制相结合的控制算法,简化了模糊控制规则使系统具有很好的智能性和实时性,实现了移动机器人选择最佳避障路径并对新增的动态障碍物进行避障。将此避障控制系统应用于移动机器人上,实验结果表明：在未知环境下,实现对移动机器人周边的无盲区检测,并且能够实时根据周围障碍物的动态情况选择最佳避障路径,避免了其它避障控制算法中易出现的误避障和二次避障的情况。     

移动机器人远程监控系统的实时性改进

为了减小不确定的网络环境因素对机器人远程监控系统性能的影响,从数据处理和网络传输角度对系统实时性进行改进.首先通过对量化步长的选择和失真-长度斜率的处理优化图像压缩速度,然后针对不同数据信息的传输,采用TCP多路并发和基于UDP的可靠性优化设计,最后提出一种基于网络QoS的视频服务质量动态调整策略,以提高系统对网络负载变化的快速响应能力.     

地面移动机器人越障动力学建模与分析

对采用轮—腿—履带复合型移动机构的地面移动机器人进行了研究,首先分别描述了机器人采用腿—履带、轮—腿—履带两种方式的越障过程,进而对腿—履带复合越障过程进行了动力学建模,分析了电机驱动力矩与机器人速度及障碍物高度等之间的关系,为确定机器人的复杂环境适应能力提供理论依据.     

移动机器人寻线导航系统的设计与实现

提出了一种移动机器人寻线导航系统传感器检测点布局方案,基于此布局方案进一步讨论了对应的硬件系统组成及控制程序方案与结构。实践表明,系统具有传感器检测方案及检测点布局科学合理、对场地要求不高、适应性和灵活性强、可靠性高、成本低、行进速度快、偏差纠正能力强、便于硬件实现和软件处理等特点。     

基于IPC的智能移动机器人控制系统

为了研究移动机器人智能控制的方法和理论，依据其感知－规划－执行的体系结构，建立了基于工业控制计算机（IPC）和多种传感器信息的智能移动机器人试验平台，主要介绍了由多种传感器组成的环境感知系统及各种传感器的功能，使移动机器人具有自主决策能力的中心控制计算机软硬件系统及其特点以及实现移动机器人准确灵活移动的驱动方法。     

四轮驱移动机器人控制系统设计及应用

针对四轮驱移动机器人对多电机控制和实时性的要求,提出了基于嵌入式系统设计的机器人控制器和分层控制方案;以ARM9核心处理器S3C2410作为主处理器进行速度检测、控制运算和通信等任务,以CPLD芯片EMP240作为辅处理器实现多电机控制;在监控主机上运行应用反步方法设计的运动学控制器,在嵌入式控制器上运行速度预测控制器,分层控制以提高系统到实时性;仿真和实验结果表明,所设计的控制器和控制方案是有效的,达到了预期效果。     

移动机器人的可重构控制系统

针对未知环境下如何提高移动机器人导航控制系统的柔性和鲁棒性,分析了复杂控制系统（Complex Control System）的体系结构,以异构多Agent系统理论为基础,提出了一种可在多个层次上动态重构的控制系统设计方案,有效地增强了移动机器人的适应能力,为实现控制系统跟随任务和环境变化而动态配置提供了一条可行的途径。设计方案在移动机器人MORCS-I上得到了初步的技术验证,部分实验数据展示了重构控制的实际效果,所具有的通用性表明其亦适合应用于其他类型的复杂控制系统。     

机器人组成原理课程规划

从社会需求的角度出发,以提高学生就业实践能力为切入点,通过与相关专业比较,探讨并提出建设一门具备"智能科学与技术"专业特色的核心课程——机器人组成原理,并从知识点拆解、教学环节、实践环节和考试环节来规划课程建设,同时对讲义与教材的内容也进行了一定的规划。     

六足步行机器人控制系统研究

六足机器人是一种具有多支链与时变拓扑结构的特种机器人,该类机器人能够在复杂环境中稳定行走,长期以来一直是国内外机器人研究领域的热点之一。本文从仿生角度出发,归纳六足机器人稳定行走的三种方式;根据六足机器人各足支撑点围成的多边形区域与机体重心在其投影的关系来评定六足机器人行走稳定性,为实现六足机器人稳定性行走提供理论依据;最后根据机器人控制精度增加和智能力减少的原则,以分级递阶的方式设计六足机器人的运动控制系统。     

基于嵌入式移动机器人的模糊控制算法设计

以LPC2131的教育机器人为硬件基础,介绍了实时操作系统μCOS—Ⅱ的移植方法,并实现了模糊控制算法应用于机器人的速度控制。采用结构化的软件设计方法,此方法易于将其他复杂控制算法应用于机器人;同时,可使之成为一个运动控制软件设计的学习平台,如电机控制、系统中断、基于实时操作系统的运动控制等。