Development of the curtain wall installation robot: Performance and efficiency tests at a construction site

The development of automation in construction has been restricted by the variety of construction materials used, variable circumstances, and difficulties in the quantitative management of the construction process. Curtain wall, however, can be considered a relatively standard material compared to other construction materials. In this study, we analyze the current process of curtain wall installation and investigate the potential of an automated system combining a commercial excavator and a 3-DOF manipulator. This automated system has the adaptations necessary to work with any type of commercialized excavator. Therefore, workers need to transfer only the 3-DOF manipulator portion of the system when they move to other construction sites. This paper investigates experimental trials involving the proposed system at construction sites to determine its performance, working time, and efficiency. Results from this study were analyzed and further research options outlined.     

基于System Vue的爬壁机器人控制器研究

针对传统机器人控制器控制性能差,控制时间慢的问题,基于System Vue研究了一种新的爬壁机器人控制器。在机器人控制器仿生分析过程中,对爬壁机器人的腿部进行仿生关节的模拟性增加操作,并进一步提升关节的灵活性,促使关节在运行过程中能够自主完成对身体的前后控制以及倾斜处理,根据所获得的仿生与步态规划数据,对爬壁机器人控制器进行控制模型的建立与参数的设置操作,优化爬壁机器人控制器吸附控制算法,并利用LM339芯片改进JH-D400X-Ｒ4型六向摇杆的内部电路,使控制爬壁机器人的吸附和移动功能得到更好的控制。利用引导路径加强系统自身防护,对路径进行清理。实验结果表明,基于System Vue的爬壁机器人控制器具有较好的控制性能,控制时间提高了1.52s。     

VB下的PLC通讯以及在壁面清洗机器人监控中的应用

结合OMRON CQM1型可编程控制器特点,通过壁面清洗机器人监控系统的具体程序,系统地阐述了VB下的PLC与上位计算机通讯程序的设计方法和使用要点．     

通风管道智能清污机器人MDCR-Ⅰ的研制与开发

介绍了通风管道清污机器人MDCR-I的系统功能、机械结构设计和控制系统设计．MDCR-I以计算机遥操作的移动机器人为运动载体，通过携带不同的工具头，可以对通风管道进行探测、清扫、吸尘、消毒喷雾等．     

地面清扫机器人的研究

介绍一种主要用于写字楼及医院病区走廊清扫的机器人 ,该机器人由移动、视觉和清扫三部分构成 ,具有体积小、噪音低、清扫效率高等优点。     

具有壁面自适应能力的磁吸附爬壁机器人设计

为解决爬壁机器人在船舶货舱清洗过程中多壁面过渡的问题,该文设计了一种具有壁面自适应能力的磁吸附爬壁机器人,其包括磁吸附机构、自适应清洗机构和行走机构。该文首先通过建立机器人壁面过渡时的力学模型,得到机器人磁吸附力的分布特点,并据此设计出一种弧形磁吸附机构。然后利用 ANSYS Maxwell 3D 软件对该机构磁吸附力的分布进行优化,以满足壁面过渡的需要;此外,还在机器人前端设计了一种自适应清洗机构,通过对该机构的结构原理进行分析和实验,验证了清洗机构也具有壁面过渡能力。最后通过模拟船舶货舱壁面的实际特点,对机器人样机进行壁面过渡综合实验,完成了机器人舱底过渡行走实验和舱顶过渡行走实验,验证了该机器人的壁面自适应和舱内行走的能力。     

Development of a Tracked Climbing Robot

This paper describes a climbing robot, using chain-track as the locomotive mechanism and suction cups as the adhesion method. The main structure, sensors, and the vision-based motion control system of the robot are described in the paper. The robot can turn in a limited range by adjusting the steering wheel and twisting the chain. The turning gait is discussed and relations between turning angles of the chain node, the front wheel, and the frame of the robot are formulated. Forces applied to the robot are analyzed in order to obtain a safety condition that prevents the robot from slipping and falling. An experiment is conducted to measure the safety factor of suction cups and determine the payload capacity of the robot.     

一种新型玻窗清洁机器人的设计与实现

为了实现对玻璃窗户全方位自动、高效地清洁,设计了一种新型玻窗清洁机器人.介绍了机器人的总体设计思路,重点阐述了机器人的结构设计、驱动模块以及控制算法.测试表明,该玻窗清洁机器人操作简单、控制灵活、实用性强,且具有较高的可靠性和准确性,可实现竖直方向全方位自由移动,清洁效果良好.     

基于智能机器人视觉清理系统研究

针对铸造类零件人工清理效率低、劳动强度大、成本高等问题,论文提出一种基于机器视觉的智能机器人清理系统.设计了由CCD摄像机、图像采集卡、输入输出单元、控制装置构成的机器人硬件系统,搭建了图像采集、处理分析、学习识别软件系统.通过对金属型铸造的盖板、导体类零件浇口、冒口等清理部位机械化自动化清理工作的多次实验验证,零件残...     

玻璃污迹的小波识别方法研究

本文提出玻璃污迹的直方图小波包检测方法 .该方法能以不同的分辨率快速、准确地进行图像污迹程度的检测 .小波包的高低频特征及求取直方图凸包面积残差法 ,既能大大降低了图像处理的计算工作量 ,又能够消除噪声及异样污迹 (杂物 )的干扰 .文章借助污浊因子提出了一个判别洁净度的量化概念 ,并在实验中得到验证 .针对擦洗作业实际 ,文章提出背景图像人工和自动初始化的方法 ,最后给出并讨论了一个实验的结果     

幕墙清洗机器人的清洗系统设计

清洗系统的性能直接影响幕墙清洗机器人的工作效率.本文根据幕墙清洗机器人的结构特点,讨论了机械力清洗方法以及清洗系统结构的设计,并对三种典型清洗器结构作了较为详细的分析.     

吸尘机器人系统设计与避障算法研究

基于Cortex-M0微控制器设计超声波、红外和碰撞等多传感器硬件系统感知机器人工作环境,应用模糊神经网络对采集的数据进行信息融合处理,输出结果用来控制吸尘机器人的定位与避障。实验证明,多传感器硬件系统和基于模糊神经网络的避障算法大大提高了吸尘机器人的定位与避障精度,对不同的工作环境也具有良好的鲁棒性。     

Design,control, and performance of the ‘weed’ 6 wheel robot in the UK MOD grand challenge

A new locomotion method for unmanned (autonomous) ground vehicles (UGV) is proposed based around six independently driven wheels mounted on three separate modules. Each module is attached to the overall robot via a pivot point and capable of independently controlling its orientation and velocity. This configuration allows the UGV to perform maneuvers conventional vehicles cannot perform, and in particular to control the body orientation separately from the movement direction. The locomotion method is mathematically analyzed to develop appropriate control algorithms and to demonstrate the vehicle performance criteria. A vehicle was constructed according to the proposed configuration and experimentally tested in the UK Ministry Of Defense grand challenge. The performance of the developed locomotion schemes helped the robot make it to the finale of the competition.     

基于观测器的机器人鲁棒跟踪控制

基于滑模控制原理设计稳定的状态观测器,在此基础上。研究了仅有关节角位移可测量的机器人轨迹跟踪控制问题。运用反推设计方法提出一种机器人鲁棒跟踪控制新方案。通过引入用于抑制观测误差的阻尼项和调制参数。加快了输出跟踪误差的收敛速度。利用李亚普诺夫方法分析了闭环控制系统的全局稳定性,证明了系统所有状态信号有界,跟踪误差收敛到零。仿真结果进一步表明,提出的控制方案具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。     

水下船体清刷机器人运动分析及仿真

本文分析了水下船体清刷机器人的运动,建立了机器人运动学方程,根据所设计的伺服控制系统对机器人系统进行了运动仿真.结果表明,所设计的机器人系统鲁棒性好,满足设计要求.     

一种用于气体绝缘开关设备异物清扫与检测的机器人系统

针对现有对GIS管道的检测方法不能同时兼顾异物清理的问题,研制了一种基于Inter Edison平台的用于GIS管道内腔异物清扫与检测的机器人系统。从硬件结构、机器人运动学建模以及人机交互平台3个方面对设计的机器人系统进行了详细的介绍。其中硬件上采用集成化程度高的Inter Edison处理器作为模块化设计的中心;在人机交互平台上,基于Android开发平台,实时实现系统的3D动态显示、运动过程控制、机器人姿态控制等功能。实验表明:该机器人结构独特,能在GIS管道腔内平稳地运行;机器人能实现左右各20°的移位;摄像头拍摄无死角;人机交互中心视频画面清晰;整个机器人系统满足GIS检测清理机器人各项功能的任务要求。     

高层建筑自动擦窗机控制系统的研制

本文介绍了一种新的玻璃幕墙清洗机即自动擦窗机系统,文章以PMAC运动控制器的应用为背 景,对高层建筑自动擦窗机的控制系统原理、体系结构以及软件设计进行了详细论述．在文 章最后着重讨论了机器人视觉在自动擦窗机中的应用．     

被动吸附式小型爬壁机器人开发

区别于使用真空发生器抽吸空气产生真空的传统爬壁机器人,本文介绍了一种利用吸盘自身形变和机构运动产生真空,在壁面上爬行的被动吸盘履带式机器人结构特点,并对其控制系统的组成作了说明。     

非完整移动机器人编队的滑模控制

提出了一个非线性滑模控制器,协调一组非完整移动机器人以取得合乎要求的编队．考虑了两个机器人组成的领航者—跟随者机器人模型,通过滑模控制使它们沿预定的轨迹运动并保持预定的相对距离、方位角及运动方向．运用传统的李亚普诺夫理论研究了闭环系统的稳定性．在合理的假设下,从理论上证明了存在有界干扰情形下机器人编队的渐近稳定性,即所设计的滑模控制器使得相对距离误差、方位角误差及运动方向误差渐近稳定．最后,给出了两台机器人情形的数值仿真例子来验证该方法的有效性．