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。     

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。     

下肢外骨骼机器人足底压力感知系统设计研究

针对下肢外骨骼机器人控制的实时采集和监测足底压力信号的需求,研制了一款下肢外骨骼机器人足底压力感知系统。该系统以TMS320F2812为核心控制芯片,构建A/D采样外围电路,通过该电路实现模拟压力信号到数字信号的转换。基于MAX3232芯片,设计了RS-232通信接口电路;基于LabVIEW14.0开发了足底压力信息实时监测界面,将得到的压力数字量信息通过RS-232串行接口电路传递给上位机软件监测界面,从而实现对足底压力信息的实时监测。硬件电路连接完成后,对足底压力信息实时监测界面中的串口通信的波特率、数据格式、停止位、奇偶校验位等信息进行配置。配置完成后,运行程序,给足底压力传感器受力区域施加作用力,实时观察上位机监测界面。试验表明,该系统在下肢外骨骼机器人控制中能够实时、准确地采集足底压力信息,并且实时监测足底压力信息的动态响应。     

基于BP神经网络的移动机器人避障设计及仿真

为了解决移动机器人在复杂环境中如何高效精确地躲避障碍物的问题,提出了一种基于BP神经网络的避障方法。建立了机器人的避障运动模型并设计了神经网络避障控制系统;分析了机器人在运动过程中与障碍物的位置关系,使用超声波传感器采集距离信息,进行BP神经网络输入、输出训练并采用Matlab工具进行仿真试验。结果表明,该方法可以高效精确地实现移动机器人的自主避障,运行相对稳定、轨迹连续平滑,达到了较为理想的避障效果。验证了方法的可行性和有效性,为移动机器人自主避障提供了一种新的控制方法。     

基于区块链技术的工业机器人视觉检测及避障系统设计

传统的工业机器人避障系统只能处理数据信息,导致障碍物检测准确率低,设计的避障路线实际应用效果差。为此,引入区块链技术设计一种新的工业机器人视觉检测及避障系统。系统设计分为硬件及软件两部分,硬件优化了系统电源,通过传感器分析环境信息、障碍物参数,选用TX-AS700无线射频通信模块,以HSJ-2芯片作为检测器电路核心,用以传输并存储障碍物数据。软件部分在Visual C++程序框架中设定应用程序,与区块链技术中的数据库资源相结合,实现图像信息提取,计算区块阶矩得到障碍物检测公式,通过仿真程序分析处理障碍信息,并设计有效的避障路线。实验结果表明,基于区块链技术的工业机器人视觉检测及避障系统能够提取图像信息,检测到的障碍物准确率高,系统的检测有效率平均值为83%,避障准确率接近理想避障效果,能够规划出更加有效的避障方案。     

移动机器人的多传感器测距系统设计

在移动机器人的路径规划过程中,必须掌握障碍物的距离信息.基于超声波和红外传感器的测距原理,设计了一种移动机器人多传感器测距系统,可测量0～200 cm距离内存在的障碍物,测量误差小于1 %.采用超声波和红外2种传感器组成3组测距采集系统,采集机器人3个不同方位的障碍物信息,解决了单一传感器测距盲区的问题,并详细介绍了该系统的软件和硬件设计.     

智能吸尘器控制系统软件设计

根据智能吸尘器实时探测未知环境的要求,设计了基于陀螺仪、超声波传感器、接近开关传感器以及由DSP和MCU组成的双CPU控制系统软件.论述了智能吸尘器控制系统的程序设计思想及实现技术,完成了机器人吸尘器设计中的步进电机和吸尘电机控制模块、行走模块、躲避障碍物模块、主从控制模块、车体定位及姿态调整模块的划分和实现.调试结果表明,程序满足设计要求,可直接用于机器人吸尘器的控制系统.     

基于窄带物联网的巡检机器人目标跟踪控制系统设计

目前研究的巡检机器人目标跟踪控制系统存在目标位置误差大、目标跟踪控制效果差、采集的图像模糊等问题。为了解决上述问题,基于窄带物联网的巡检机器人目标跟踪控制系统。系统硬件以窄带物联网无线通信模块为基础,优化设计了Zigbee压力采集器、中央控制器和STM32主控电路,实现了巡检机器人目标跟踪控制系统的数据信息集中调度。Zigbee压力采集器主要由XBee控制模块、压力传感器两部分组成,同时设计了供电电路、晶振电路和复位电路,通过系统硬件,实现了对巡检机器人的跟踪、控制和监控,为系统提供了硬件支持。软件方面给出了系统的控制流程,设计了Zigee组网程序、嵌入式视觉处理程序和巡检机器人自主导航程序。实验结果表明,基于窄带物联网的巡检机器人目标跟踪控制系统目标位置误差较小、控制效果较好、图像更加清晰。     

基于智能路径规划算法的移动机器人系统设计

提出了移动机器人的一种全局路径规划与局部路径规划相结合的新型算法.在以TMS320LS2407A为核心处理器设计的移动机器人平台上,研究移动机器人智能路径规划的算法问题并予以实现.上位机规划机器人的最优路径,并通过与机器人无线通信,发送路径信息,实时接收机器人方位信息.上位机通过操作应用程序对机器人进行监控.机器人能够自主计算轨迹并准确跟踪路径,检测到障碍物后,智能地重新规划路径,避开障碍物到达目的地.实验结果表明:该方法能有效实现机器人的最佳行走路线规划.     

基于LabVIEW软件的机器人避障控制系统设计

设计机器人避障控制系统,采用传统设计方式存在避障效果差的缺点,为了避免该缺点影响系统控制效果,提出了基于LabVIEW技术的机器人避障控制系统设计。根据控制系统总体结构,采用LabVIEW技术对信息进行综合处理,并汇总到DSP 微处理器模块,从而实现机器人相对定位。依据机器人避障控制系统的硬件结构,进行系统模块化设计,通过单片机执行定时中断服务子程序,以此控制系统电路,并计算出机器人距障碍物的距离。通过RS232 串行通信线缆交换海量数据,以此设计控制器结构,其中上位机直接控制移动机器人,下位机间接控制移动机器人。使用数字控制振荡器可实现高精度参数化调制,进而输出正余弦波形。使用PAR传感器,直接与数字控制振荡器相连,具有随时启动应用的特点,采用TSR传感器可对障碍物静态、动态不同工况下进行数据采集与传输。通过JTAG标准测试协议,用于芯片内部测试,同时隔离逻辑电路和芯片引脚。依据系统软件流程,设计机器人避障功能。由实验结果可知,该系统避障效果最高可达到97%,具有良好应用价值。     

基于LoRa无线通信的工业机器人远程监控系统设计

目前设计的工业机器人远程监控系统存在抗干扰能力差、功耗过高的问题。基于LoRa无线通信设计了一种新的工业机器人远程监控系统,系统硬件主要设计了主控芯片、工业机器人接口、电源电路和位移传感器四部分。主控芯片为SX1265/7/8型号射频芯片,选用STM32F1103C8T6型号MCU主控芯片作为LoRa无线通信的组网处理硬件,根据MCU主控芯片性能建立信号链,采用SPI接口使SX1276无线收发装置和单片机设备的接口关联,利用锂电池作为电源电路,通过AME8800AEETL稳压芯片稳定锂电池电源电压,使用WXY31拉线式位移传感器实现传感。引入LoRa无线通信技术,建立LoRa无线通信信号储存时序,接收采集平台下发监控指令,更新显示屏上的机器人工作状态,实现远程监控软件操作。实验结果表明,设计的基于LoRa无线通信的工业机器人远程监控系统抗干扰能力得到有效加强,功耗明显降低。     

嵌入式电子节能控制器的设计与实现

节能控制能够有效降低能耗,对保护环境等方面具有重要影响;但目前大多数电子节能控制器都是通过采用单片机技术和双向晶闸管过零触发交流调压电路对电子节能控制器进行设计;通过介绍电子的负荷特点和节能原理,分析电子节能控制器的硬件组成电路,并对电子节能控制器的主要软件程序的流程图进行设计,完成电子节能控制器设计;但这种方法节能控制效果较低,难以保证电子节能控制器性能,为此,提出一种基于模糊PID控制的嵌入式电子节能控制器设计与实现方法;首先通过对嵌入式电子节能控制器的处理器、电源电路、复位电路、系统时钟电路、JTAG接口电路、D/A转换电路、功放电路、双极性电源电路以及嵌入式电子节能控制器硬件PCB板器件布局等的设计,完成嵌入式电子节能控制器硬件设计;在此基础上,选用模糊PID控制方法对嵌入式电子节能控制器进行设计;通过分析模糊PID控制原理,介绍加入自调节因子的模糊PID控制的算法设计,以此确定输入输出隶属度函数,再利用模糊推理和模糊规则,得到电子节能控制器的模糊控制过程,从而完成嵌入式电子节能控制器的设计;实验证明,所提方法能够有效提高嵌入式电子节能控制器的节能控制效果,具有良好的使用价值。     

便携式心电遥测系统中A/D转换的实现

传统的心电信号模数转换电路大多采用并行的A/D转换芯片,所以系统体积较大、功耗也大,不便于使用电池供电和随身携带。为解决上述问题提出了一种体积小、成本低、功耗低的心电信号A/D转换设计方案。在硬件电路开发设计中使用的是12位串行的A/D转换芯片MAX187,其转换速度并不慢,完全满足对心电数据采样的要求。详细地给出了AT89S51单片机与MAX187的接口以及单片机对MAX187的控制程序,具有很好的应用价值。     

基于AVR单片机的智能避障小车设计

本文介绍了以ATmega128A单片机作为主控制器,以超声波测距传感器HC-SR04为主要测距元器件,以两驱动的步进电机小车作为主体,设计出智能避障小车系统.步进电机驱动器采用L297和L298构成的混合式步进电机控制器.软件部分采用模块化程序,将距离的测量、避障算法、步进电机控制分为几个子程序,综合后实现智能车的避障功能,获得了较好的效果.     

基于STM32单片机的大学生体能监测仪设计与实现

体能监控仪作为生命体征监测设备,对于辅助大学生完成体能训练有很大帮助;基于STM32单片机技术,设计开发集成了多种传感器的一种大学生体能监测装备,它能够有效的检测包括心率检测、人体的步数、运动圈速、消耗卡路里等信息;该设计采用了STM32作为主控芯片,采用模块化的设计思路;在系统硬件设计方面,设计了包括STM32控制系统、心率获取电路、三轴传感器电路、显示电路以及按键电路等;同时将软件模块拆分成了初始化子程序、心率获取子程序,步数获取子程序,显示子程序等;Proteus仿真结果显示,使用STM32单片机技术设计的体能监测系统,能够运行稳定,测量心率范围60次/min~180次/min,可在心率异常时报警,同时检测步数的准确率达98%,满足体能监测任务需要,实验结果符合预期;为STM32单片机在体育运动研究信息化中应用提供参考。     

TWS蓝牙耳机多功能充电仓的综合设计

为实现TWS蓝牙耳机充电仓的充电、放电、通信、主控一体化设计,缩小PCB板的面积,设计了一款充电仓控制系统.采用可编程电源管理SoC IP5516作为主控,针对内嵌台湾络达、台湾瑞昱、杰理、中科蓝讯蓝牙芯片耳机的交互需求,通过构建相关的通信辅助电路、耳机睡眠阻抗匹配电路、霍尔检测电路、锂电保护电路、显示电路以及编写对应...