让机器人在你手中诞生(上)

21世纪,科学技术已日益遍及到人们生活中的每个角落,其中机器人也将扮演一个极其重要的角色。它给人们的日常生活与工作带来的影响不可估量。本文以SUNNY618教育机器人为背景,详细阐述机器人的执行机构、减速机构和驱动机构的设计方案。一、教育机器人的原理及功能SUNNY618是一个自制型机器人的零部件箱。它有三种执行机构,可以组装成双轮式、六足式及履带式中的任意一种机器人。组装后的机器人可以通过传感器(可见光传感器、红外线传感器、触觉传感器等)感知周围环境的变化并通过体内的微电脑控制自身行为。车身支架板上有许多小孔,这…     

蛇形搜救机器人前端传感器设计与实现

设计了一种新型蛇形搜救机器人前端传感器。蛇形搜救机器人灵活的躯体结构适用于废墟环境下的搜救,为机器人设计安装一个多传感器模块全面获取搜救信息,提高搜救效率扩大搜救范围。采用嵌入式技术设计前端传感器,安装在蛇形搜救机器人前端,实现视频、温度、二氧化碳等传感器信息的通信,并且提供LED照明和双向语音对话。通过在模拟废墟环境下的实验,验证了此前端传感器的性能效果。     

一种小型光电式力传感器的研制

以扑翼飞行机器人飞行动力性能测试应用为目标,研究了一种高灵敏度小型(满量程50N)力传感器的设计方法.基于红外光电二极管具有响应速度快、线性范围宽、安装方便、接口电路简单等特点,设计了一种光电式力传感器.对设计的弹性体进行了力-应变有限元分析,试制了传感器样机并进行了传感器静态性能测试.测试结果表明,设计制造的光电式力传感器的非线性度小于0.3％,具有较高的综合性能.     

具有力矩传感器的柔性关节的振动抑制

针对具有谐波减速器的柔性关节机器人容易产生振动的问题,设计了一种轮辐式力矩传感器,该力矩传感器安装于谐波减速器输出端和机器人臂杆之间,用于反馈机械臂反作用于关节的扭转力矩,从而能够直接获得关节的振动状态信息.基于该力矩传感器信息和计算的关节名义输出力矩,提出了一种新的振动抑制方法,在传统力矩负反馈PD控制器基础上通过增...     

机器人超声波距离传感器

本文介绍了自行设计，调试的机器人超声波距离传感器，该传感器发出间断的超声波脉冲并且接收反射波，通过计算机发送波及反射波前沿的时间差，可以测量机器人相对目标物间的距离，该传感器具有简单可靠，体积小，成本低等特点，实验表明，该传感器方案可行，效果良好。     

多传感器手爪的研究

本文介绍了一种多传感器机械手爪，手爪上安装了接近觉接触觉滑觉滑力觉滑热觉与温觉等５种传感器。该手爪与简易视觉结合能使机器人完成一些不同截面形状和材质工件的识别。     

用于化学气体检测的压阻检测式二氧化硅微悬臂梁传感器

文中演示了一种高分辨率的压阻检测式二氧化硅微悬臂梁传感器及其制作方法,并利用该传感器实现了对化学气体的检测.通过传感器在线检测以及其它表征手段,验证了该传感器通过单分子自组装方法获得敏感层的可行性.经过Cu2 /巯基十一酸单分子自组装层修饰的微悬臂梁传感器可以对甲基膦酸二甲酯(DMMP)气体进行快速响应,最小检测浓度可达数ppb(×10-9).     

多传感器融合技术在蟑螂机器人控制中的应用

多传感信息融合对于蟑螂的运动灵活性具有重要作用,为了模拟蟑螂腿毛的功能,提出采用多传感器信息融合技术开发了一种信息实时采集系统;该系统利用廉价鼠标作为传感器,在蟑螂机器人的腿上安装若干光电传感器来模拟蟑螂运动过程中腿毛的触觉,从而解决机器人位姿识别和避障的问题,为实现实时控制和智能控制提供保障;为了简化鼠标的安装,通过在蟑螂身体上安装鼠标传感器来检测位姿的方法,验证了算法的正确性,说明了模拟腿毛的功能;应用结果表明,该系统稳定性好,价格低廉,有一定的实用性与推广价值.     

无线传感网络火灾监测与营救系统的研究

描述了一个利用安装了传感器节点的具有自动搜索路径和营救功能的机器人,通过无线传感器网络在某监测区域内完成营救工作的仿真实验;将无线传感器网络的思想应用到空间探索和灾难营救是当今世界比较关注的研究方向,人类面对很多救援工作都是无能为力,或者即使可以尝试但危险系数很大;应用机器人到人类不方便到达的区域或者危险区域完成救援工作,不仅降低了救援人员的危险系数,而且提高了工作效率.在文章中是通过利用此系统来完成救火任务的实例来介绍系统的功能和具体实现的算法,仿真表明可以满足无线传感器网络系统的实际应用.     

基于传感器信息的水下机器人动态避障研究

提出一种新的基于传感器信息的自治式水下机器人(AUV)动态避障方法。介绍了传感器的工作原理。通过栅格法把传感器采集的AUV运行环境障碍信息进行合理描述,并预测动态障碍物的速度,保证AUV能够根据传感器信息躲避障碍物,达到航行要求。最后,通过仿真实验对机器人自主避障能力进行了验证。     

基于无模型自适应的外骨骼式上肢康复机器人主动交互训练控制方法

设计了一种基于无模型自适应的外骨骼式上肢康复机器人主动交互训练控制方法.在机器人与人体上肢接触面安装力传感器采集人机交互力矩信息作为量化的主动运动意图,设计了一种无模型自适应滤波算法使交互力矩变得平滑而连贯;以人机交互力矩为输入,综合考虑机器人末端点与参考轨迹的相对位置和补偿力的信息,设计了人机交互阻抗控制器,用于调节各关节的给定目标速度;设计了将无模型自适应与离散滑模趋近律相结合的速度控制器完成机器人各关节对目标速度的跟踪.仿真结果表明,该控制方法可以实现外骨骼式上肢康复机器人辅助患者完成主动交互训练的功能.通过调节人机交互阻抗控制器的相应参数,机器人可以按照患者的运动意图完成不同的主动交互训练任务,并在运动出现偏差时予以矫正.控制器在设计实现过程中不要求复杂准确的动力学建模和参数识别,并有一定的抗干扰性和通用性.     

基于D2S 证据理论的移动机器人 多传感器信息融合方法研究与应用

针对全自主式移动机器人，以首届CCTV全国机器人电视大赛为背景，提出了通过D-S证据理论和模糊集合理论相结合的方法，对多传感器信息进行融合，较好地解决了机器人在复杂环境下运动的多传感器信息融合问题，实现了移动机器人的准确定位。     

D-S证据理论的多传感信息融合方法研究与应用

针对全自主式移动机器人，以首届CCTV全国机器人电视大赛为背景，提出了通过D—S证据理论和模糊集合理论相结合的方法，对多传感器信息进行融合，较好地解决了机器人在复杂环境下运动的多传感器信息融合问题，实现了移动机器人的准确定位。     

LW—1型机器人重复位姿精度检测系统

本文介绍了一种非接触式（ＬＷ－１型）机器人重复位姿精度检测系统。该系统采用电涡流传感器作为位置信息传感器，以这种传感器的检测性能为基础，研究设计了相应的传感器测量结构、数学模型和坐标变换求解方法，使系统技术指标及使用性能达到了检测机器人重复位姿精度的实用要求。该系统具有鲁棒性强、设计合理、结构简单、造价低廉等特点，可以满足我国现阶段在机器人学研究和开发应用方面的需求。     

一种基于视觉的移动机器人定位系统

具有自主的全局定位能力是自主式稳定机器人传感器系统的一项重要功能,为了实现这个目的,国内外均在不断地研究发展各种定位传感器系统,这里介绍了一种采用光学蝗全方位位置传感器系统,该传感器系统由主动式路标、视觉传感器、图象采集与数据处理系统组成,其视觉传感器和数据处理系统可安装在移动机器人上,然后可通过观测路标物「视角定位的方法,计算出机器人在世界坐标系中的位置和方向,实验证明,该系统可以只的在线定位,     

移动机器人无线通讯扩展

在移动机器人多传感器信息处理能力研究中，在机器人自身有限处理能力情况下。通过无线通信方式，依靠PC机处理传感器信息成为一种可行方案。本文以能力风暴机器人作为控制平台，成功地实现了移动机器人的无线通讯扩展。     

基于测距红外传感器的轮式迷宫机器人设计

本设计基于轮式迷宫机器人红外检测系统多采用5组或6组一体式红外接收传感器,无法进行测距,设计者使用了4组测距式红外传感器的轮式迷宫机器人。给出了电路设计、传感器布局、直行姿态调整以及快速过弯的方案。实验结果表明,该设计方案可行,轮式迷宫机器人工作稳定可靠,速度较快。     

C形腿测力传感器安装方法及动态特性的研究

为研究六足仿生沙基机器人的C形腿在松软颗粒介质上行走时,C形腿轮壤作用正应力和切应力变化规律,C形腿的地面支持力和挂钩牵引力与轮壤作用正应力和切应力之间的关系,设计制作了C形腿机器人环形试验台。对C形腿轮轴的三维力传感器,轮缘上的正应力和切应力传感器的选择、安装及测量方法,动态响应和传感器自重等对测量结果的影响进行了研究。给出了动态安装三维力传感器的方法。测试了应力传感器的动态响应,给出了其传递函数,分析了应力传感器动态延时对C形腿轮缘线速度的限制。分析了悬臂梁传感器作为应力传感器时,其自重和离心力对测量结果的影响,推导了自重和离心力产生的附加值的计算公式。     

自主式移动机器人的无线控制实现

如何提高自主式移动机器人对各种传感器信息的处理能力是一个关键技术问题。在机器人自身有限负重能力情况下,通过无线通信方式,借助外部计算机和工站处理传感器信息成为一种可行方案。以一种轮式移动机器人作为控制平台,成功地实现了自主式移动机器人的无线控制。     

基于CAN 总线的机器人脚力传感器的设计及其应用􀀂

ZMP控制理论已广泛应用于双足步行机器人的步态规划中,行走过程中的实际ZMP轨迹,是通过安装在脚部的两个多维脚力传感器获取的力/力矩信息计算得到.文章提出并设计了一种基于CAN总线接口的双足步行机器人集成化脚力传感器,给出了其硬件组成及软件设计,并详细论述了双足步行机器人行走过程中实际ZMP轨迹的计算方法.