管沟机器人自动化巡检系统设计

随着铁路涵洞、公路排水渠和城市管网的快速发展,管沟维护任务的工作量逐年增加。为了确保工作人员的安全和提高管沟维护的效率,设计了一套管沟自动化检测系统。该系统由PC、控制手柄、管沟机器人和线缆车构成。管沟自动化检测系统以PC为核心,PC通过RS485与控制手柄、管沟机器人和线缆车进行通信。PC下发指令给机器人和线缆车,对管沟机器人和线缆车进行远程操控与传感器数据监测。PC通过同轴电缆接收管沟内部图像,实时对管沟进行监控。经实验测试,该管沟自动化检测系统能够正常运行在管沟环境中,机器人通信距离超过100m,PC上位机实时显示1080P 30Hz的管沟视频。该管沟自动化检测系统具有一定的应用价值,符合设计需求,具有一定的推广价值。     

移动式机器人功能安全评估方法

移动式机器人目前在各行各业逐渐得到越来越普遍的应用,在给物流传送等工作带来极大便利的同时,也面临着机器人应用所带来的新风险,包括机器人与人的碰撞,机器人失控导致传送物体损坏等问题,因此,机器人自身的安全可靠是保障其良好应用的前提,采用功能安全技术实现机器人的安全防护是当前机器人安全领域主流手段,从最新机器人应用功能安全标准ISO13849出发,研究了对移动式机器人开展功能安全评估的方法和流程,围绕性能等级(PL)这个核心的评价指标,分析了平均危险失效间隔、诊断覆盖率、类别的评价技术手段,并结合典型的机器人样机开展示例分析。     

火力发电厂在役铸钢件阀门裂纹检测

阐述火力发电厂在役铸钢件阀门裂纹的检测方法,并介绍和探讨了裂纹深度、长度、自身高度的测量方法。     

核电站蒸汽发生器检修机器人设计及运动学分析

研制了一个用于核电站蒸汽发生器（SG）在役检修的机器人．机器人本体是可两端作业的特殊6R串联结构．在推进装置的协助下,机器人以7轴联动方式从SG人孔进入狭小的1/4球形水室,利用一端的胀紧机构吸附在管板上,另一端联接不同工具设备完成涡流检查、超声检查、堵管、衬管等工作．首先,提出新的检修方案和机器人构型;然后,考虑避碰和两端作业因素,从作业空间、运动链解算、总体运动实现三个方面论证了机器人结构方案的可行性;最后,对样机进行了现场试验,试验结果表明机器人已能够满足SG检修任务要求．     

在役管道健康监测机器人系统通信链路设计

油气管道健康监测的管道机器人技术是机器人领域的研究热点.针对在役管道健康监测的管道内外通信问题,介绍了一种内嵌于细缆中的智能节点间驿站式有线通信和智能节点与管道机器人间短距无线通信相结合的链路系统,该链路中智能节点由超级电容供电,超级电容通过两根细缆充电.着重阐述了基于两根细电缆的驿站式通信链路的硬件设计、链路运行机制及该链路中充电和通信过程中关键问题的解决方法.采用该通信系统使管道无缆检测机器人超长距离作业成为可能.     

移动式作业型智能服务机器人的研制

本文介绍了国家863计划项目移动式作业型智能服务机器人的总体设计思想，并对课题当中的一些关键技术，如新型全方位移动机构、七自由度机器人作业手臂，和多传感器信息融合的机器人路径规划等问题进行了总结，最后给出了移动机器人的系统控制方案。     

移动机器人寻线导航系统的设计与实现

提出了一种移动机器人寻线导航系统传感器检测点布局方案,基于此布局方案进一步讨论了对应的硬件系统组成及控制程序方案与结构。实践表明,系统具有传感器检测方案及检测点布局科学合理、对场地要求不高、适应性和灵活性强、可靠性高、成本低、行进速度快、偏差纠正能力强、便于硬件实现和软件处理等特点。     

基于效率与安全机制的核电站巡检与应急机器人的局部路径优化方法

为了提高核电站巡检与应急机器人的工作效率,针对核电站巡检环境与应急处置任务的特殊性,提出了一种适用于核电站巡检与应急机器人的有效局部路径优化方法.首先,在对核电站巡检与应急机器人运动建模的基础上,运用福克-普朗克方程求解伊藤过程得出核电站巡检与应急机器人沿直线和圆弧的动态运动分布函数,并搭建实验平台通过反复实验匹配准确的动态运动分布参数.基于此,提出效率与安全机制,将该机制应用于局部路径的再优化.实验表明,该方法能够在执行核电站巡检与应急任务的过程中对核电站巡检与应急机器人的路径进行再优化,提高任务执行效率.     

煤气管道机器人视频图像传输系统

分析了煤气管道检测机器人视频图像传输技术特点,应用高速以太网技术研制成煤气管道机器人视频传输系统,并介绍了其硬件构成和软件设计方案。该系统具有传输距离远、通信速率高、视频图像清晰流畅的特点。实践表明,这种方案合理可行。     

室外移动机器人遥操作系统的设计与实现

遥操作是移动机器人指挥控制的重要手段之一.介绍了一种新型的室外智能移动机器人遥操作系统.本系统改变传统的固定指挥站,采用基于移动指挥站的操作方式,大大提高了操控的灵活性和系统的隐蔽性.同时,本系统还使用了先进的无线通信技术,开发了良好的人机交互界面,设计了功能全面的遥操作终端、定向天线云台控制系统以及多传感器环境信息采集系统.实验表明,系统能够在野外环境中高效、稳定地完成各种遥操作任务.     

自主移动机器人混合式体系结构的设计与实现

针对以往自主移动机器人体系结构在实时处理方面的不足,提出了一种基于多智能体的混合式体系结构,统一规划了机器人系统的软硬件结构,在该体系结构中设计并实现了协调Agent和推理Agent两种智能体,针对紧急事件进行了更实时的Agent实现,有效的提高的自主移动机器人在突发事件时的实时性,提出了使用多样化的信息组织形式,增强了系统的自适应能力和易扩展性。本文的实验结果表明在紧急状态下,系统的反应时间有效缩短,增加了系统的智能性和实时性。     

基于嵌入式移动机器人的模糊控制算法设计

以LPC2131的教育机器人为硬件基础,介绍了实时操作系统μCOS—Ⅱ的移植方法,并实现了模糊控制算法应用于机器人的速度控制。采用结构化的软件设计方法,此方法易于将其他复杂控制算法应用于机器人;同时,可使之成为一个运动控制软件设计的学习平台,如电机控制、系统中断、基于实时操作系统的运动控制等。     

移动机器人运动目标跟踪系统设计

利用SONYEV-D31摄像机和自主研发的摄像机控制模块,构建了一套主动视觉子系统,并将该子系统应用于RIRA-Ⅱ型移动机器人上,实现了移动机器人运动目标自动跟踪功能。RIRA-Ⅱ移动机器人采用了由一组分布式行为模块和集中命令仲裁器组成的基于行为的分布式控制体系结构。各行为模块基于领域知识通过反应方式产生投票,由仲裁器产生动作指令,机器人完成相应的动作。在设置了障碍、窄通道以及模拟墙体的复杂环境下进行运动目标跟踪实验,实验表明运动目标跟踪系统运行可靠,具有较高的鲁棒性。     

软件设计模式在移动机器人控制系统中的应用

介绍了软件设计模式的基本概念和主要特点。分析了已有移动机器人平台控制系统的功能需求,阐述了总线模式的结构及实现机制。运用总线模式设计了机器人控制系统,并在QNX平台下使用标准C++完成了该控制系统的实现。设计实现的控制系统结构合理,具有很强的实时性、可靠性和可扩展性。     

四轮驱移动机器人控制系统设计及应用

针对四轮驱移动机器人对多电机控制和实时性的要求,提出了基于嵌入式系统设计的机器人控制器和分层控制方案;以ARM9核心处理器S3C2410作为主处理器进行速度检测、控制运算和通信等任务,以CPLD芯片EMP240作为辅处理器实现多电机控制;在监控主机上运行应用反步方法设计的运动学控制器,在嵌入式控制器上运行速度预测控制器,分层控制以提高系统到实时性;仿真和实验结果表明,所设计的控制器和控制方案是有效的,达到了预期效果。