仿壁虎爬壁机器人的结构及其控制系统研究

该文主要对仿壁虎爬壁机器人的结构以及其控制系统进行了介绍和讨论.仿壁虎爬壁机器人采用对称式的结构,采用形状记忆合金丝作为仿壁虎机器人的驱动元件.利用单片机对形状记忆合金的通电加热进行控制,从而实现对仿壁虎爬壁机器人的运动控制.该机器人结构简单,外形尺寸小,重量轻.     

语音控制应用系统设计

提出了将语音识别技术应用到各种控制系统中的设计方法,并以语音控制型智能机器人为实例,详细介绍了系统的结构和原理.试验结果表明,通过语音命令可以很方便地控制机器人,机器人对特定人孤立词的识别率在94%以上.     

语音识别技术在机器人控制中的应用

研究语音识别技术在机器人控制系统中的应用及实现.分析以线性预测倒谱系数为特征矢量的模板匹配法语音识别原理,并利用VC++6.0和微软语音开发包Speech SDK设计出语音识别接口,提高了语音程序的开发效率,实现了对ASR型移动机器人的语音控制.     

基于改进的DTW算法的变电站巡检机器人语音识别的实现

提出了一种对变电站巡检机器人进行语音控制的语音识别算法,实现了语音控制机器人。通过机器人携带的拾音器录制采集语音控制命令,根据语音识别的基本原理,对变电站巡检机器人进行语音控制,使其根据人的指令做出相应的动作,完成自动检测和信息查询功能。首先,使用机器人采集语音指令,并将其传送到系统后台构建样本库。其次,对样本库进行分析,提取语音样本的MFCC特征。最后,使用改进的DTW算法作为匹配算法实现语音参数模板匹配,进行语音识别,将识别结果传送给机器人系统控制机器人运动。实验结果表明,该算法能够提取有效的语音指令,识别语音指令时间短,识别正确率高,满足了对巡检机器人的实时控制要求。     

语音识别技术在机床控制方面的应用

语音识别是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的技术，目前应用于很多领域。针对语音识别技术在机床控制方面的应用，简要介绍了语音识别的分类、原理和技术。通过应用微软语音应用程序软件开发工具包SASDK，设计了语音控制机床系统，并且通过实例分析了系统的工作过程，体现了语音识别技术为数控领域所带来的便利。     

不同电压幅度刺激下大壁虎脚趾黏附-脱附力测试

爬壁机器人在民用、军事、航天等领域具有重要的应用,基于范德华力的仿壁虎干黏附爬壁机器人有着多环境适应性的优势。壁虎脚趾不同内收与外翻幅度下黏-脱附力对于研制仿壁虎黏附爬壁机器人具有重要的指导意义。通过对肌肉电刺激,不同的电压幅度将产生不同的动作幅度,进而影响黏附-脱附力。为了更好了解大壁虎运动时后脚第三趾脚趾黏附-脱附力与肌电间的关系,将麻醉后的大壁虎左右后脚第三趾分别放置在电磁屏蔽箱内的三维力传感器上,通过电刺激观察壁虎脚趾趾关节肌的收缩舒张来观察其黏附-脱附状态,并采集相应力信号。实验结果表明,壁虎脚趾的脱附力随着刺激电压的增加出现先增加后减少的过程,而其黏附力则是逐渐增加直至趋于平稳,说明壁虎脚趾有一个高黏附-低脱附的区间,即黏附力最大而脱附力最小,为仿壁虎黏附爬壁机器人脚趾的研制和控制方案的设计提供了有效的参考依据。     

滚轮黏附式爬壁机器人的附着机理及应用试验研究

壁虎依靠脚掌上的纳米级刚毛,可以附着在光滑的壁面甚至天花板上,并且可以以较快的速度自如爬行。以分子间作用力为附着机制的仿壁虎黏附爬壁机器人,在军事和民生领域都有非常迫切和广阔的应用需求。壁虎在壁面爬行时,足端斜向上运动带动脚趾以一定角度旋转脱离接触面,以这种稳黏附、易脱附的爬壁机制为启示,设计了一种滚轮黏附式的仿生爬壁机器人。开展了机器人爬壁状态下的力学原理分析,得到了电机扭矩、机器人自重与黏附力的关系。在采用电机驱动、齿轮传动的四驱结构的基础上,设计了稳黏附、易剥离的四辐条滚轮机构,实现了轮式机器人在光滑壁面的爬行。通过拍摄并分析机器人爬壁的高速视频,得到了机器人爬壁的启动加速度和稳定后的爬行速度。为了进一步测试分析机器人爬行于不同倾角平面时黏附力的变化范围及变化规律,设计了精度为3 mN的二维力传感测试平台,验证了仿壁虎机器人轮式黏附垫的黏附性能,结果显示研制的滚轮黏附式爬壁机器人可以在光滑垂直壁面上实现快速稳定地爬行。     

基于LPC2103的仿壁虎机器人控制系统设计

仿壁虎机器人要实现空间三维表面运动能力,对控制系统的智能微小化具有更高要求。本文基于大壁虎的结构和运动特点,设计了一种仿壁虎机器人,其硬件采用以LPC2103为核心的机器人控制系统,利用该芯片的4个定时器,产生12路PWM波控制机器人各关节运动,同时与设计的无线通信模块组成完整的仿壁虎机器人运动控制系统。实验结果表明,仿壁虎机器人的12自由度关节运动控制平稳,能够实现稳定爬壁运动。该仿壁虎机器人控制系统在实时计算能力、存储容量、外设扩展性以及小型化上都有着较好优势。     

混响环境下移动机器人语音控制方法及系统实现

为了满足移动机器人交互控制多样性需求,提升移动机器人的语音控制性能,设计基于语音的移动机器人控制系统。通过对控制信号传递过程和机器人使用环境中语音信号噪音源分析,制定出移动机器人语音控制系统组成方案,给出前端语音识别部分实现的主要流程,重点对语音增强的解混响算法进行设计。充分利用语音潜在的谱特征,将非负矩阵分解和深度神经网络结合提出一种解混响算法,先通过矩阵分解得到语音信号特征,再生成特征矢量来训练激活函数,降低深度神经网络模型的训练复杂度,经过对比分析表明该算法对解决语音混响问题具有优势。编写控制软件并嵌入语音识别算法,搭建工业移动机器人语音控制平台来验证语音控制系统有效性,在混响环境下不同人对机器人多个动作进行语音控制实验,结果表明该系统能够实现移动机器人语音控制,所提出的语音识别方法可使机器人在0.3、0.6和0.9 s的混响条件下动作正确平均执行率分别能达到96%、95%和93%以上。     

基于RSC4128的家用机器人语音人机交互系统的设计

介绍了一种基于语音信号处理芯片RSC4128开发的家用机器人语音人机交互系统。重点介绍了该语音人机交互系统的结构功能以及应用特定人语音识别技术,通过构建合理的系统结构、运用自然的语音提示实现了友好、可靠的家用机器人语音人机交互系统的过程。     

一种数字语音存放系统的设计

介绍了一种基于语音专用压缩硬件进行语音编解码的数字化语音存储与回放系统的设计，阐述了系统的硬件、软件设计及其功能与工作过程，适合于多个领域应用。     

仿壁虎机器人侧爬型地壁过渡步态Matlab仿真

通过观察自然界大壁虎的地壁过渡步态,结合已有仿壁虎机器人自身的结构特点,设计了一种仿壁虎机器人的侧爬型地壁过渡步态。利用Matlab软件求解了足端脚掌的运动空间以及落脚点的选择,对关键步态进行仿真,从而实现机器人的地壁过渡。对关键步态中间进行插值,以同样的方法求解即可得到整个过渡过程中的步态运动系列和电机旋转角度。研究表明,斜爬型过渡方式能够实现机器人互相垂直的地、壁面间的过渡运动。     

基于语音识别的智能家电控制系统的设计

人工智能技术的飞速发展,促使传统家电走向智能化;而语音识别技术的进步,使得人与物之间沟通成为可能,拓宽了人的交流方式,为人类带来了诸多便捷。为了能让家电听懂人说话以及为人提供更优质的服务,以语音识别家电控制系统设计为例,论述语音识别技术的发展与应用,阐述语音控制家电系统的方案。     

仿人头像机器人“H＆Frobot-Ⅲ”语音及口形系统研制与实验

为进一步研究仿人头部器官及面部表情的行为智能,以及机器人与人类交流问题,首次将口形及其与语音协调问题引入到表情机器人系统,并进行研究。在已研制成功的具有面部表情及视觉仿人头像机器人系统“H＆Frobot-Ⅱ”基础上,根据人面部运动肌肉解剖学及Ekman面部表情编码系统FACS,论述了口部动作驱动点设置、口形驱动机构及控制方法,设计、研制了语音及口形系统;最后给出了机器人“H＆Frobot-Ⅲ”的语音识别与口形协调实验结果,其口形与人讲同样话时口形能够很好地吻合,验证了语音与口形系统的可行性,从而为进一步研究机器人表情智能奠定了技术基础。     

智能飞机牵引机器人语音控制研究

为研究智能飞机牵引机器人语音控制,实现机场环境下牵引机器人对飞行员语音指令的精确、高效识别,同时针对飞行员语音指令民航针对性差的问题,提出一种基于民航针对性特色语音库的智能飞机牵引机器人语音控制方法。首先,进行了智能飞机牵引机器人语音控制的总体功能设计;然后,在陆空通话标准的基础上分析了机载语音指令的声学特性,并结合机场环境和语料库建立原则分析建立了牵引机器人指令特色语音库。基于孤立词识别的实验结果显示,所建立的牵引车指令特色语音库与特色测试集的语音识别结果相对于特色语音库与普通测试集的语音识别结果,识别错误率降低21.2%,识别效率提高33.5%。实验结果表明:所述牵引车指令特色语音库具有民航针对性,有助于提高智能飞机牵引机器人语音控制系统的识别性能。     

基于SPCE061A的智能车模语音控制系统

设计了一种基于凌阳公司SPCE061A的智能车模语音控制系统。语音控制对人机交互的智能系统具有重要价值，根据语音识别的基本原理利用SPCE061A开发板设计的这套语音控制系统，经反复试验，证明识别准确率高，控制效果好。另外，只有经过训练的特定人发出语音命令，系统才响应，因而保密性较高。文中给出了系统的硬件设计以及软件结构，实验表明这种应用是成功的。     

基于智能PID算法的爬壁机器人位置伺服控制方法

针对爬壁机器人实际与理想作业位置偏差过大的问题,提出了基于智能PID算法的爬壁机器人位置伺服控制方法。通过分析爬壁机器人的运动状态,构建爬壁机器人的运动学模型,获取爬壁机器人的运动规律和其位姿变化特征。运用智能PID算法对爬壁机器人的位置实施伺服控制,利用遗传算法不断调节机器人控制参数,得到最佳适应度函数,生成全局最优的PID控制参数。根据爬壁机器人运动状态得出控制终止条件,获取最终的位置伺服控制结果,实现爬壁机器人位置伺服控制。实验结果表明,所提方法的位置伺服控制稳定性较好,能够有效提高位置伺服控制精度,增强抗干扰性。     

爬壁机器人研究现状及发展趋势

爬壁机器人是指能够依附在物体的表面进行多自由度移动并完成作业的机电系统，特别适用于执行特殊任务，因而具有良好的应用前景和广泛的市场需求。根据黏附机理的不同，爬壁机器人可分为负压吸附、静电黏附、仿壁虎干黏附、仿生湿黏附等类型。从黏附机理、应用范围以及黏附特点三个方面概述了爬壁机器人领域的国内外研究现状，为统一分析比较不同种类爬壁机器人的负载性能，提出基于比黏附能密度的机器人整体黏附性能分析方法，并为解决其大负载和小体积之间的矛盾提出新的材料和结构设计思路，分析微型爬壁机器人在航空发动机故障检测领域的应用前景，总结出其在材料智能化、驱动新型化、体积小型化和黏附机理协同化等方向的发展趋势。     

仿人头像机器人"H&Frobot-Ⅲ"语音及口形系统研制与实验

为进一步研究仿人头部器官及面部表情的行为智能,以及机器人与人类交流问题,首次将口形及其与语音协调问题引入到表情机器人系统,并进行研究.在已研制成功的具有面部表情及视觉仿人头像机器人系统"H&Frobot-Ⅱ"基础上,根据人面部运动肌肉解剖学及Ekman面部表情编码系统FACS,论述了口部动作驱动点设置、口形驱动机构及控制方法,设计、研制了语音及口形系统;最后给出了机器人"H&Frobot-Ⅲ"的语音识别与口形协调实验结果,其口形与人讲同样话时口形能够很好地吻合,验证了语音与口形系统的可行性,从而为进一步研究机器人表情智能奠定了技术基础.     

基于STM32的语音存储与回放系统

本文提出基于STM32F103C8T6单片机为控制核心,并结合ISD1280语音芯片的语音存储与回放系统。该系统相比传统的系统,结构更为简单,处理速度也相对更快。