机器人控制系统

目前,移动机器人具有很大的开发空间。无线控制成为移动机器人必不可少的控制方式。机器人的机械结构决定了移动机器人的功能,由此来确定合适的驱动系统。再利用强抗干扰能力的无线收发一体传输MODEM模块PTR2000芯片,通过机器人的单片机对机器人关节步进电机和驱动电机进行控制,实现了数据的无线传输,来控制机器人的运作。     

机器人控制系统的总体设计及硬件设计

目前，移动机器人具有很大的开发空间。无线控制成为移动机器人必不可少的控制方式。机器人的机械结构决定了移动机器人的功能，由此来确定合适的驱动系统。再利用强抗干扰能力的无线收发一体传输MODEM模块PrR2000芯片，通过机器人的单片机对机器人关节步进电机和驱动电机进行控制，实现了数据的无线传输，来控制机器人的运作。     

小型地面移动机器人运动学分析及控制研究

研制了一种带前摆臂结构的小型地面移动机器人,建立了该机器人的运动学模型,确定了该机器人驱动轮转角与机器人位姿间的关系,为小型地面移动机器人的控制系统的设计提供了理论依据.该机器人的控制系统采用上下位机控制方式实现了对机器人的遥控控制,即上位机为 PC 机,下位机采用单片机.采用流向控制标志位查询判断驱动信号的流向,使机器人移动载体、摆臂和摄像装置的驱动电机可以协调运动.对该机器人各机构的运动进行了仿真,并得到了机构匀速运动过程中的主驱动轴转角、摆臂转角及摄像头转角等 3 个主要机构的运动参数曲线,验证了机器人各机构的运动性能.     

无缆式微机器人内窥镜系统的研制及离体实验

研制了一种用基于直流电机的直线驱动器实现机器人仿蚯蚓蠕动的无缆式微机器人内窥镜系统。该系统由无线通信控制模块、PC机、微机器人、无线能量传输控制器和无线能量发射线圈组成,用无线方式来实现人机通信和能量传输,解决了传统机器人内窥镜拖缆带来的肠壁损伤问题。研究工作包括微机器人的运动原理分析,无线能量传输简化模型的建立,无线能量传输原理的推导,以及系统离体实验的实施。实验表明:该微机器人的直线驱动器最大输出力为2.55N,机器人在能量传输范围内驱动电压稳定,满足系统运行要求。微机器人在离体猪结肠和小肠内运行均平稳、可靠。机器人摄像通信模块能够实时拍摄并传送出肠道内壁的图像。该研究为进一步实现人体全肠道无创诊疗奠定了基础。     

基于P89C51RD2实现的机器人小车速度控制

机器人小车在有限的空间内融合了移动机器人、无线通讯技术、微电机控制以及多传感器数据融合和智能协调控制等技术.硬件设计基于增强型单片机P89C51RD2,采用光电码盘原理实现机器人小车速度检测,并充分利用P89C51RD2的可编程计数器阵列（PCA）特殊定时器,通过将其模块编程为PWM脉宽调制模式实现电机驱动,采用应用于工业生产过程控制的智能调节器的定值控制算法,实现机器人小车速度闭环调节.     

基于嵌入式Linux的微小型侦察机器人控制系统设计

<正>本文设计了一种基于嵌入式Linux的微小型侦察机器人控制系统。整个系统分为主控制器模块、运动执行模块、视觉模块、无线通讯模块和电源模块。在S3C2440芯片上移植了Linux操作系统,开发了电机驱动程序,配置了MJPG-streamer视频服务器,实现无线控制命令的传输和电机控制。用户能够在智能手机上查看目标视频,通过点击视频图像中目标点位置的方式对机器人发送控制命令。最后,通过实验对系统功能和运动精度进行了测试。     

心脏着陆器小型化

由超声波振动电机操控的微型机器人横穿心脏由超声波压电电动机驱动的、供心脏最小入侵治疗方案的移动机器人的开发和建造,向人们展示了运动装置小型化的能力、所面临的挑战以及未来的方向。机器人设计是在之前心脏着陆器的原型基础上构建出来的,心脏着陆     

基于物联网远程控制的上肢康复机器人系统研究

设计了一种基于物联网的远程控制上肢康复机器人系统。该系统通过位置传感器和扭矩传感器分别采集机器人机械臂的位置和力矩信息,由STM32控制器将其传输给上位机,经过处理后发送控制命令给下位机STM32控制器,从而控制康复机器人电机驱动;在客户端显示上肢康复机器人数据信息,同时通过互联网,服务器和客户端可以进行数据信息和视频信息传输,服务器端远程控制客户端患者进行康复训练。实验证明,该机器人系统可以实现不同模式下的康复训练,同时服务器端可以远程控制客户端,从而表明该上肢康复机器人系统的设计是可行和有效的。     

基于ROS和全向舵轮驱动的移动机器人系统设计

本文设计了一种基于机器人操作系统(ROS)和EtherCAT的双舵轮全向移动机器人控制系统.首先建立双舵轮对角驱动移动机器人运动学模型;采用Xenomai实时内核和IgHEtherCAT主站技术设计机器人底层驱动;在ROS平台下,以move_base为核心设计机器人导航规划层,导航数据源由惯性测量单元、编码器和激光雷达...     

全向移动机器人驱动轮同步转向机构设计

针对现有轮式全向移动机器人在工程实际应用中存在的驱动轮同步转向能力差的问题,设计了驱动轮同步转向机构。首先,基于虚拟样机技术分析了该同步转向机构的工作原理,并将它应用于轮式全向移动机器人。然后,利用运动学原理对加入同步转向机构机器人进行运动学分析,得到了电机输入转速与驱动轮转向速度之间的关系。最后,根据系统结构参数研制了一款主要应用于工厂物料搬运工作的产品样机并进行实验验证。机器人横向移动实验结果表明,该机器人可以通过不同方式进行全向移动,验证了该机器人的全向移动功能。研究表明同步转向机构的应用降低了轮式全向移动机器人控制难度,实现了机器人高速、高精度、高稳定性全向移动。     

基于ADAMS的冗余驱动并联机器人动力学仿真研究

为使机器人具有良好的结构性能和工作性能,其结构系统必须具有良好的动力学特性.针对动力学特性问题,以ADAMS仿真软件为平台建立了简化的二自由度冗余驱动并联机器人模型,求出了运动学逆解,采用冗余驱动力控制电机的方法,完成了动力学仿真.结果表明该方法能减小驱动力变化范围和降低驱动力峰值,优化电机驱动力,提高并联机器人的驱动性能.研究所得的方法和结论具有较强的通用性,对相关冗余驱动并联机器人的动力学研究具有普遍的应用意义,同时为并联机器人的调试与控制提供了理论依据.     

全向移动机器人驱动万向轮的设计与实现

全向移动机器人使用无解耦机构的驱动万向轮在转向时会派生出额外的滚轮滚动输出,这会导致运动的不稳定以及增加控制算法复杂性.为了解决驱动万向轮转向运动与驱动运动之间的耦合问题,通过在驱动万向轮内加入差速行星齿轮机构,合理地设置该行星齿轮组的输出传动比,可以将转向时的派生滚动输出从转向运动中解耦,实现了对机器人运动的精确控制,提高了机器人运动平稳性.最后通过对机器人进行运动学分析,得到了输入转速与机器人运动速度之间的关系,验证了机器人的全向移动功能,并为机器人运动控制提供了依据.     

基于无线控制的立体仓库控制系统

立体仓库是一种集信息、储存、管理于一体的高技术机电一体化产品,随着现代化生产规模的不断扩大和深化,它将为工业、企业带来巨大的经济效益。本文设计是应用AT89C52单片机的控制和nRF905无线模块的传输功能,达到单片机与nRF905无线模之间和nRF905无线发送模与nRF905无线接收模块之间的信息通讯。最后利用单片机控制PLC产生单位脉冲,通过单位脉冲去驱动步进电机完成工作的过程。     

改进的多移动机器人混合编队方法

随着机器人系统的不断发展和进步,多移动机器人的协调得到了广泛的应用,其中对机器人的编队控制的研究得到了普遍的关注。本文笔者从多移动机器人的发展着手,对各种多移动机器人的混合编队方法进行了分析,最终探讨了利用PSO算法对多移动机器人的混合编队进行改进,目的是为多移动机器人的编队提供指导和借鉴,进而推动机器人的进一步发展。     

2.5D激光传感器设计及室内环境特征提取算法研究

在机器人同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)问题中,机器人一般通过激光雷达或视觉传感器来感知环境。视觉传感器受环境光照影响很大,相比之下激光传感器具有测距精度高、性能稳定的优点。为改进普通2D激光雷达数据量小、在SLAM的数据匹配过程中鲁棒性不强的问题,本文设计了一种音圈电机驱动的2. 5D激光传感器。采用电机驱动2D激光雷达在竖直方向上往复运动,通过对2D激光数据和音圈电机编码器的同步实现了空间带状(2. 5D)区域的激光数据采集。当移动机器人工作在半结构化的室内环境中时,可以认为从2. 5D激光传感器获得的高度有限的带状点云具有与地面垂直的先验分布。本文对2. 5D激光传感器采集到的激光点云进行了特征的提取,提取了空间的平面和棱线特征以及竖直方向突变的特征。     

基于分布式的开放式移动机器人平台的设计

研究适合网络控制的机器人系统结构、接口方式、硬件结构和机器人控制方式等等,将为机器人在这方面的应用起到积极的推动作用。然而,目前对这种特殊机器人的硬件结构本身的研究却相对比较缺乏。本文提出了设计一种适合网络控制的小型机械臂系统与移动机器人,描述了通用、开放、分布式控制的即插即用机械臂和高度可扩展的移动机器人控制平台,并探讨了它们在网络机器人及其他场合的应用。     

基于图像传输的巡线机器人远程控制

基于无线局域网络的图像传输,从提高图像传输的实时性和连贯性着手,完成了巡线机器人远程控制方案的设计和实验。图像传输采用并行的处理方式,大大提高了传输的速度;分析了影响图像传输质量的因素,提出了增强图像传输品质和连贯性的方法,实现了在监控端根据图像方便地对机器人实施控制的设计,并通过实验验证了图像传输的实时性和远程控制方案的有效性。     

面向微电子器件封装作业的三自由度串并联混合式高速高精度机器人

针对微电子器件封装作业对高速高精度自动设备的需求,提出了一种由平行四边形支链的平面并联机构和直线运动模块组成的新型三自由度串并联混合式机器人。机器人采用两个集成了高分辨率角位移反馈元件的旋转直接驱动电机和直线音圈电机作为驱动元件。结合了并联机构和直接驱动的优点来实现高速高精度的三自由度平动运动。实验结果表明平面并联机构具有较高的重复定位精度、加速度和较短的建立时间。     

履带式移动机器人控制系统软件设计

目前,移动机器人具有很大的开发空间。无线控制成为移动机器人必不可少的控制方式,当然,无线控制也少不了对系统软件的设计与开发,履带式移动机器人控制系统的软件编制主是主单片机控制系统的编制。主包括：主单片机与无线通信模块的通讯程序设计,主从单片机之间的多机通信程序设计以及超声波传感模块的程序设计。     

径向驱动式啮合电机结构设计与静态转矩分析

针对机器人系统对驱动电机的启动性能和空间适应性的要求,设计了一种径向驱动式啮合电机结构.该电机利用3个定子和1个转子间磁阻的变化将电能转化为机械能,驱动转子在十字滑块机构约束下绕定子轴线做圆周平动,进而直接带动摆线机构输出低速大扭矩.设计制作了一台物理样机,给出了该电机的控制方法,运用有限元方法分析了在不同转子位置角的...