助老助残服务机器人机载计算机软件系统设计及实现

针对家庭及医院等环境下的助老助残服务机器人,采用基于行为的机器人控制技术,设计了服务机器人机载计算机软件体系架构,对软件系统的硬件通讯层、指令协议解析层、行为层和行为决策层进行了详细的说明。软件编程中通过各种抽象对象的组合来组织代码,由面向对象的C++编程语言进行实现。通过采用模糊控制及基于加权合成的多行为融合机制,较好地实现了服务机器人的复杂行为控制。实验及应用表明,本服务机器人机载计算机软件系统具有界面友好、性能稳定、使用方便、可扩展性强、开放性强的特点,较好地满足了家庭及医疗环境下服务机器人对机载计算机系统软件的要求,具有一定的应用推广价值。     

基于视觉的工业机器人异常动作检测方法研究

工业机器人的突发故障引发的安全问题时有发生。传统的基于数据分析的故障诊断方法存在传感器数据易受干扰,机器人通讯协议不统一,监测系统嵌入在执行系统内部相互影响等问题。提出一种基于机器视觉的工业机器人故障动作检测方法。对工业机器人作业视频进行实时分析,采用图像分割技术分离工业机器人本体并采用图像哈希技术生成工业机器人姿态编码,结合序列模式分析技术检测工业机器人异常动作并进行预警。不依赖于工业机器人通讯协议,以非接触式的方式对工业机器人进行实时监控,具有易于部署和成本低的特点。基于自主构建的工业机器人仿真视频数据集进行了实验研究,结果表明提出的方法可准确识别工业机器人异常动作,精确率和召回率均为100%。     

基于微服务的服务机器人云服务设计方法

为了提升服务机器人的智能化水平,提出一种基于微服务的服务机器人云服务设计方法。设计基于微服务的服务机器人云服务的设计框架,提出服务机器人虚拟模型,实现服务机器人运动学/动力学模型、传感器模型和环境模型的云端映射,解决了机器人调用云服务的异构性问题;提出一种交互式的云服务交互接口,采用机器人的协议应答方式实现异构协议的自适应匹配;详细阐述服务机器人云服务平台的开发关键方法。通过所搭建的服务机器人云服务平台进行试验,测试了所设计的功能云服务的调用效果、实时性和细粒度服务质量,可以满足服务机器人的功能要求。     

基于TCP OVER UDP技术的机器人遥操作系统中视频传输的研究

针对机器人遥操作系统中采用传统网络传输协议传输实时数据的局限性,比较分析TCP和UDP协议的传输特点,提出了在UDP协议上传输TCP服务的TCPOVERUDP技术,详细阐述了TCPOVERUDP技术的实现细节,在应用层实现了TCPOVERUDP传输技术,并把TCPOVERUDP技术应用到机器人遥操作系统的视频传输中。实验结果表明TCP OVER UDP技术在降低视频数据传输丢包率和传输时延两个方面都具有良好的性能。     

模块化机器人的双输出CPG网络调相运动控制

为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原理,设计具有双输出的CPG网络调相运动控制器.通过调整CPG间的连接权重以及每个CPG中两组输出的关系,调解运动控制信号间的相位差值,有效地控制UBot模块化机器人的整体协调运动.应用这种控制方法控制了模块化机器人的3种运动模式:四足运动、蠕动和多节虫运动,在ADAMS仿真环境下进行了运动仿真实验,并在UBot模块化自重构平台上分别进行了3种构型的实体运动试验.实验结果验证了双输出CPG调相网络对模块化机器人运动控制的有效性和实用性.     

Ipv6蜂巢式无线网络的安全机制

IPv6协议是取代IPv4的下一代网络协议,它具有许多新的特性和功能.本篇文章主要研究IPv6蜂巢式移动通讯网络[1]的安全机制,利用IETF所制订的IPsec[2]标准应用在下一代移动通讯系统网络中来完成数据传输的保密性与完整性.     

基于Internet的机器人遥外科手术的问题及对策

针对基于Internet的机器人遥外科手术面临的时延问题，提出了网络及其通讯协议的发展，如高可靠性通信链路和实时传输协议，是解决时延问题的根本；历史上形成的网络遥操作系统的控制策略，如基于事件的方法和无源性及耗散系统理论，为解决时延问题提供了可借鉴的方法。     

基于VR的家庭机器人建模

为了缩短研制周期和降低开发成本,引入虚拟样机模型来设计家庭机器人仿真系统．利用三维实时场景建模技术在SGI工作站上建立虚拟家庭环境和虚拟家庭机器人的实体模型,推导了差速移动机器人的运动学模型,并完成了家庭机器人在虚拟家庭环境中漫游的仿真试验．结果表明,将虚拟现实和机器人学相结合是机器人研究的一种有效手段．     

高压线巡检机器人巡检与通讯系统设计与实现

介绍了高压输电线路巡检机器人的远程监控系统和自主巡检扫描系统,采用了串口命令,以及无线局域网和CDMA移动通讯网络相结合的方式,实现了视频图像的智能扫描控制和远距离传输.详细介绍了机器人巡检系统硬件和软件的设计,以及线路杆塔的模型和网络化全球云台摄像机对高压输电线路自主定位扫描,最后通过不同环境的运行试验,表明了该高压线巡检机器人巡检与通讯系统的正确性和实用性.     

基于Robotstudio的弧焊机器人离线编程

弧焊机器人作为一种自动化焊接设备,其自动化程度在很大程度上取决于程序的编制。目前的工业机器人离线编程平台,可进行机器人作业系统的建模、简单作业程序的编制和作业过程仿真演示。对于由不规则曲线段构成的复杂焊接路径编程,可以用ABB机器人公司开发的Robotstudio软件进行机器人的焊接离线编程。试验证明,该软件可用于各种高质量弧焊作业的编程。     

用于复杂空间曲面加工的柔性抛光机控制系统设计

开发设计一种用于复杂曲面的柔性抛光系统,其由六自由度的ABB机器人和布抛光系统组成。文章主要分析了柔性抛光控制系统的加工工艺及其实现的方法,并对机器人的电气控制系统进行初步的硬件设计。     

用于复杂空间曲面加工的桑性抛光机控制系统设计

开发设计一种用于复杂曲面的柔性抛光系统,其由六自由度的ABB机器人和布抛光系统组成。文章主要分析了柔性抛光控制系统的加工工艺及其实现的方法,并对机器人的电气控制系统进行初步的硬件设计。     

自动磨抛系统中工业机器人示教操作过程分析

根据ABB IRB4400机器人结构和D-H运动学模型,分析了ABB六轴工业机器人示教的过程,讨论了机器人示教运动的理论基础,论述了自动磨抛系统的工业机器人运行轨迹与速度、工件坐标与工具坐标等系统参数的设定方法。     

基于PLC的轿车机舱焊接电气控制系统设计

根据某轿车制造厂焊装车间机舱区域生产现状和工艺特点,为实现焊接流水线的自动流转和各焊接工位电气控制与ABB焊接机器人的协调配合,设计出一套基于西门子S7-300 PLC的自动焊接电气控制系统,使轿车机舱的焊接过程通过若干个流水线焊接工位逐步完成.采用Profibus-DP网络实现焊接机器人和PLC电控系统的实时通讯,以触摸屏作为PLC的上位机,通过WinCC flexible软件对系统进行组态监控.经调试运行,该系统自动运行稳定,焊接位置精确,不合格件比率降至2%,同时生产节拍提高了28%,平均日产量达到180件.     

基于中间件技术的异构机器人系统设计及实现

基于C++CORBA中间件的技术规范和具体应用,对异构机器人系统的集成技术进行了研究,以ACE/TAO作为开发平台,构建了一个基于CORBA技术的异构机器人互操作系统,实现了分布式环境下具有不同硬件结构、操作系统、通信协议和编程语言的机器人之间的互相通信,系统界面友好、操作简便,可移植性和可维护性强,并且便于升级,该系统的研发成功为多异构机器人的协作提供了最佳的技术路线。     

类人机器人通信子系统的设计与实现

针对类人机器人足球比赛通信环境的高效性和实时性要求,提出了一套无线通信系统设计方案。该通信方案主要解决三个问题:通信平台、通信模块硬件设计和通信协议。其中,通信平台是实现信息交互的物理硬件,通信模块的硬件设计是无线传输模块的控制电路设计,通信协议是类人机器人系统中协作信息内容和格式的约定。本文建立了类人足球机器人通信子系统的通信平台,给出了基于该系统的硬件设计,并为多机器人系统提出了一套可行的对话协议。实验和比赛结果证明了该通信系统的可行性。     

一种四足式爬壁机器人控制系统的研究

四足式爬壁机器人控制系统采用分级控制的分布式结构,上位机采用ARM结构的高级单片机,下位机采用微型直流电机伺服控制器,通讯方式采用RS232总线．文章介绍了该控制系统的软硬件体系结构,以及通讯管理模式．分析表明该控制系统方案及设计是可行的．     

Optimization and Design of Cloud-Edge-End Collaboration Computing for Autonomous Robot Control Using 5G and Beyond

Robots have important applications in industrial production, transportation, environmental monitoring and other fields, and multi-robot collaboration is a research hotspot in recent years. Multi-robot autonomous collaborative tasks are limited by communication, and there are problems such as poor resource allocation balance, slow response of the system to dynamic changes in the environment, and limited collaborative operation capabilities. The combination of 5G and beyond communication and edge computing can effectively reduce the transmission delay of task offloading and improve task processing efficiency. First, this paper designs a robot autonomous collaborative computing architecture based on 5G and beyond and mobile edge computing(MEC). Then, the robot cooperative computing optimization problem is studied according to the task characteristics of the robot swarm. Then, a reinforcement learning task offloading scheme based on Q-learning is further proposed, so that the overall energy consumption and delay of the robot cluster can be minimized. Finally, simulation experiments demonstrate that the method has significant performance advantages.     

高压输电线检测机器人的通讯系统——基于PC104工控机的串口通讯

开发了高压输电线检测机器人的通讯系统。具体分析了工控机的硬件结构;定义了机器人与监控系统之间的通讯协议;最后给出了基于PC104工控机的C语言程序。实验证明,该通讯系统简单实用,具有较低的误码率。