遥控弧焊机器人语音再现技术研究

为了使弧焊机器人操作者对遥控焊接临界状态或极限不正常恃况及时监控．避免遥控焊接中断和焊接事故。依据遥控弧焊机器人工作原理和语音集成电路MSPSOC32N的语音合成算法．采用语音再现技术．设计了基于有限词汇的语音提示卡。在遥控孤焊机器人上进行了调试运行．结果表明：语音提示卡能时遥控焊接过程进行有效监控,增强遥控孤焊机器人控制系统的稳定性,提高了焊接效率。     

铁路牵引变电所智能巡检机器人的研制

为满足铁路变电所巡检无人化的发展要求,提高检验工作的质量和效率,设计了一种用于变电站室内巡检的机器人。其主要由移动小车、升降总成、操作总成、控制柜四大部分组成。介绍了各个部分的机械结构,对巡检机器人的工作流程进行了描述。该设计实现了机器人整体移动、平台升降、相机拍摄图像和机械手操作开关等功能。建立了坐标系,分析了各个坐标系之间的转换关系,进行了相机的参数标定和手眼标定,计算出机械手到目标点的位移值。测试结果表明:该机器人能够完成对电气控制柜的巡检工作,并能接收远程指令对电气开关进行开合操作。研制的巡检机器人可降低巡检人员的工作强度,提高巡检效率。     

云计算平台中分布式Hadoop数据挖掘关键技术研究

云计算环境下的大数据特征挖掘是大数据统计及分析的基础。为了提高聚类的准确度和速度,设计了一种基于分布式Hadoop平台和熵加权特征选择的数据挖掘方案。该方案首先采用无回路有向图对Hadoop平台下的Map Reduce 作业流调度问题进行了分析。然后采用并行 Map Reduce执行过程完成分布式计算。最后,采用熵加权聚类算法实现海量数据挖掘。仿真结果显示,提出的数据挖掘方案具有较好聚类效果和运行效率。     

基于以太网技术的大型冲压生产线的远程监控系统设计

建立了基于以太网技术的大型冲压生产线的远程监控系统,通过对冲压液压机和搬运机器人的故障信息进行分级,确定大型冲压液压机需要的采样信息,通过OPC技术实现工控机和西门子S7-300PLC信息互联,实现数据远程监控。该系统能监控大型冲压液压机的力-位移信息、故障信息、模具数据库信息等,能确保大型液压机冲压生产线的质量和效率。     

基于SDK通信接口的工业机器人远程监控系统设计

基于IRC5控制器的PC SDK通信二次开发接口,设计了一种局域网络下C/S架构的工业机器人远程监控系统。利用RobotStudio软件搭建ABB工业机器人压铸虚拟工作站,利用Winform软件在.NET平台下编写远程监控程序,通过与工业机器人虚拟工作站的连接,验证了远程监控系统的有效性。仿真结果表明:该系统可实现工业机器人控制器监控、访问权限管理、运行数据获取、I/O信号读写、日志查询和程序编辑与控制等功能,可大幅降低工业机器人远程监控功能的开发难度,为工业机器人远程监控系统的快速开发提供了解决方案。     

基于人机交互的遥控焊接虚拟环境标定技术

对于工作在非结构化环境中的机器人遥控焊接系统,虚拟环境与真实环境的一致性直接决定了系统的可靠性、作业精度和工作效率.虚拟环境标定技术可以通过远端真实环境的信息反馈校正虚拟环境中机器人模型与工作环境模型的位姿关系.采用人机交互的图像特征提取方式和线性与非线性结合的最小二乘算法,实现了摄像机在线标定和工件定位,完成了遥控焊接系统的虚拟环境标定任务.在标定试验中,当采用较大的摄像机焦距时,最大标定误差为2.9mm,平均标定误差为1.5mm.根据试验的过程和结果,分析了影响标定精度的因素.     

高速接入网云计算平台的大数据挖掘算法研究

随着移动高速接入网络的发展,网络流量显著增加,但移动终端使计算和存储受限。利用有限的人工智能应用大数据挖掘、云计算有利于解决这些冲突,提高用户体验。针对大数据挖掘算法的移动互联网特性,联合考虑云计算和大数据挖掘,并充分考虑数据传输效率和拓扑移动接入开展研究。仿真结果表明：该算法是有效的。     

高压输电线涡流检测机器人的研制

探讨利用涡流法检测输电线损伤状况的可行性,在设计传感器、信号处理电路及遥控遥测装置的基础上构造完成了涡流检测机器人系统,并利用计算机数据采集系统实现了输电线损伤的自动在线检测与离线分析。     

基于移动终端的工业机器人远程监测与故障诊断系统设计

针对传统故障诊断方法在数据查询上灵活性差、效率低、可扩展性差、故障报警信息形式单一等问题,开发一种以移动终端为平台的远程监测与故障诊断系统。该系统通过Internet实时采集工业机器人的运行数据并上传到服务器端。利用智能手机可以随时随地查看工业机器人工作状态,实现远程数据监控和故障报警。结果表明：该系统增强了现场数据查询的灵活性,提高了故障诊断的准确性和现场故障处理的及时性。     

用于装箱生产线的机器人运动轨迹规划

在保证稳定性不变的情况下,对自动装箱生产线上并联机器人的作业效率进行优化;建立6个关键点,用于研究轨迹空间规划效率问题;基于Delta3并联机器人,提出以执行时间最优为目标的轨迹规划方法。通过粒子群算法进行优化,得到最优时间,并结合实验进行验证。实验结果表明：优化后一个运动周期需要的时间减少了0.104 s,曲线效率更高;随着时间的增加,冲击程度呈非线性减小;优化后的方法能够有效提高装箱效率。该方法可以用于其他机器人的轨迹规划研究,为其提供理论参考依据。     

应用于遥控焊接的开放式主从机器人控制系统

手动控制的主从机器人系统不能满足遥控焊接的要求,因此开发了一套开放式主从机器人系统.主机器人是由6自由度的SpaceNavigator空间鼠标安装在开放性的Motoman HP3J机器人末端构成,其控制平台为RTlinux系统.从机器人为改造后具有开放性的V01弧焊机器人,其控制平台为Windows 2000系统和功能...     

基于双目视觉的机械手捡球机器人设计

为解决人工捡球费力费时的问题,设计了一种双目视觉识别定位、机械手捡拾和自主避障的轮式智能捡球机器人。该机器人通过双目摄像头和Lab VIEW平台,实现对小球图像的实时采集与处理;运动控制系统采用以STM32F411为主核心的NUCLEO-F411RE嵌入式开发板,实现对各个模块的驱动;通过五自由度机械手实现小球的捡拾;通过红外传感器检测周围环境,实现自主避障;由计数器统计捡球数量,通过手柄模块人机交互辅助完成卸载过程。仿真结果表明:该机器人能够完成高尔夫球、乒乓球、网球等多种小型球类的捡拾任务。     

Remanufacturing Shaping System Based on Pulsed Plasma Arc Welding

Based on the pulsed plasma arc welding(PPAW),a rapid remanufacturing shaping system,including a structured light scanning reverse engineering(RE)system,a robot system and a PPAW source system have been developed.The new rapid remanufacturing shaping system can rapidly and accurately repair the worn parts with different damaged degrees and thus extend their life cycle.In the present paper,the whole process of repairing worn parts is described.Firstly,the scanning model of a worn part is obtained by using RE system based on reconstructing approach.Compared with standard CAD model in the undamaged setting,the surface profile and the extent of damage area are obtained.Secondly,the weld repair path is designed by slicing the point cloud model of damage area.This path consists of multilayer parallel lines that produce parallel overlapped weld beads which cover the damaged area.By off-line programming techniques,the robot executable program as document format is transmitted to the robot controller for repairing worn parts.Finally,the weld repair experiments on worn steel plane plate and damaged column are performed to evaluate the remanufacturing system.     

球罐全位置焊接机器人智能控制系统

研制了一种用于球罐全位置焊接机器人的智能控制系统。采用两点视觉伺服反馈系统,以预先画出的坡口平行线为机器人的目标运动轨迹,实现机器人在多层多道焊接时在重复自动跟踪。系统选用工业控制级可编程控制器作为核心控制器件,外加自制的电机驱动等辅助电路,实现了对五自由度球罐焊接机器人的柔性磁轮的控制、跟踪机构的控制和摆动机构的控制,并使之协调联动,满足焊接过程的要求。此系统控制下的球罐焊接机器人的主要创新点是,实现了无导轨自动焊接全位置焊缝与多层多道焊接的自动跟踪。焊接工艺评定试验结果表明,此焊接机器人自动跟踪精度高,焊缝质量好,工作稳定可靠,已实现小批量试生产,产品也已用于实际焊接生产。     

基于人机工程的主从机器人遥控焊接焊缝跟踪误差分析

主从机器人遥控焊接要求具有较高的运动轨迹跟踪精度和足够的焊接速度,但是当操作者手动操作主机器人控制从机器人末端焊枪跟踪焊缝时,焊缝跟踪精度不能满足焊接要求的原因至今未知.文中开发了一套由主端控制器、从机器人、工控机和激光传感器组成的主从机器人遥控焊接系统.从人机工程的角度分析了操作者手动操作主机器人控制从机器人末端焊枪跟踪直线焊缝时,影响焊缝跟踪精度的因素.结果表明,操作者的反应时间越长,焊缝跟踪精度越低,并且为了保证焊接过程的稳定性和焊接质量,焊接速度应该由机器人控制.     

Better Living Through Chemistry: Evolving GasNets for Robot Control

This paper introduces a new type of artificial neural network (GasNets) and shows that it is possible to use evolutionary computing techniques to find robot controllers based on them. The controllers are built from networks inspired by the modulatory eff ects of freely diff using gases, especially nitric oxide, in real neuronal networks. Evolutionary robotics techniques were used to develop control networks and visual morphologies to enable a robot to achieve a target discrimination task under very noisy lighting conditions. A series of evolutionary runs with and without the gas modulation active demonstrated that networks incorporating modulation by diff using gases evolved to produce successful controllers considerably faster than networks without this mechanism. GasNets also consistently achieved evolutionary success in far fewer evaluations than were needed when using more conventional connectionist style networks.     

基于共享控制策略的遥控弧焊机器人焊缝跟踪

对应用于遥控弧焊机器人的共享控制技术进行了研究,建立了遥控机器人共享控制试验系统.激光视觉传感器基于三角测量原理,根据提取焊缝的特征点,实现焊缝的自主跟踪和焊接.根据解析速率控制算法,把手控器的控制命令与激光视觉传感器的自主控制命令在人控制器中进行融合,控制焊枪的六个自由度.弧焊机器人的控制权可以在局部自主控制和直接手动控制之间进行共享和交互,实现对远端非结构环境下的焊缝跟踪.结果表明,人机共享控制焊枪,实现未知环境的避障;提高了焊缝跟踪精度;把操作者从焊缝跟踪的底层操作中解放出来,减轻操作者的工作强度.     

3-RPC机构的安全工作空间设计

影响并联机器人安全工作空间的因素很多,如:奇异位型、机构结构尺度、静态受力等。以3-RPC并联机器人为研究对象,基于机构位置分析,以雅克比条件数为基准,采用数值迭代法得到机构杆长极限尺度。通过运动仿真验证机构在极限杆长空间内杆件的干涉性和静态受力,从而保证机构工作空间的安全性。最后,采用极坐标搜索法计算了机构的安全工作空间。     

基于OpenGL的三自由度并联机器人三维运动仿真系统

机器人三维仿真在机器人的研究开发中具有重要作用，是当前机器人研究领域中最新的研究方向之一。本系统利用Visual C 调用OpenGL图形函数对三自由度并联机器人及其工作环境进行建模和渲染。根据正解的结果显示其三维工作空间；并根据给定参考点轨迹及逆解的结果实时、动态的显示三自由度并联机器人的工作过程。     

交叉耦合控制的平移并联机器人位置控制研究

为了改善平移并联机器人对期望位置跟踪的准确性,提出基于交叉耦合控制的集成电液伺服驱动平移并联机器人位置控制。通过对三自由度集成电液伺服驱动平移并联机器人结构和控制方法进行分析,以机器人的末端执行器为基础,定义位置及角度坐标系,在此坐标系上计算并联机器人的逆向和正向运动学解;通过液压轴的伸长长度,求取液压轴的速度和加速度,进而得出集成电液伺服驱动器的动力学模型。以集成电液伺服驱动器的位置误差为基础,求取三自由度下集成电液伺服驱动器的同步误差,利用该同步误差,构造交叉耦合误差模型,进而求取广义误差模型,建立交叉耦合控制器,以实现对机器人的位置进行控制。实验结果显示:与粒子群方法相比,所提方法对正弦及不规则期望位置的跟踪准确度较高,跟踪准确度分别提高了40%和42.15%。可见,所提方法能够对集成电液伺服驱动的平移并联机器人进行准确的位置控制。