AD693在四足机器人力信号调理中的应用

为了实时检测JQRI00型四足机器人行走过程中腿部受力状况,利用半导体应变片感知机器人腿部液压缸的受力,设计了以AD693为核心的调理电路,对电路的设计要点进行了详细的分析介绍。并通过在四足机器人原理样机上试验,对该调理电路的输出信号进行了数据采集实验验证,得到了四足机器人腿部受力与输出电流之间的关系。试验结果表明,根据该调理电路输出电流的大小,能够准确的判断四足机器人腿部运动状况,为机器人在不可预知的路面行走提供了参考依据,从而提高了机器人在有沟壑、障碍物等复杂地形行走的能力。     

基于DSP的四足机器人电控系统设计

针对以狗为仿生对象的四足机器人,设计了分层分布式结构的控制系统,分别以dsPIC30F6014A和dsPIC30F4012为控制核心对电控系统的主控制器和关节控制器进行了软硬件设计。实验表明,该电控系统设计合理,能有效控制四足机器人的各种步态行为,基本满足设计要求。     

六足仿生机器人步态研究和运动控制器设计

分析了六足仿生机器人典型行走步态和不同步态下的机器人落足点位置矢量表达式;运用AT89S52内部两个定时器,采用多舵机分时控制方法,设计的运动控制器可驱动机器人足部12个舵机的协调运动,实现了六足仿生机器人按步态规划运动,并通过测试,验证了设计方案的正确性和可靠性。     

基于CAN总线的六轮危险作业机器人控制系统设计

为满足机器人控制系统各模块对信息交换的实时性、灵活性、可扩展性、可靠性的要求,在危险作业机器人设计过程中选用了CAN总线作为系统信息传输的通道,在此基础上设计了机器人的控制系统,将其分为六大模块,介绍了系统的组成、原理及软件设计。两项典型实验证明这是一种可靠的控制方案,保证了系统的安全性和可靠性,能够满足处理危险弹药任务的要求。     

仿人面部表情机器人连续表情运动控制系统设计

为使仿人面部表情机器人SHFR -1实现连续的表情动作,该文设计了一个由主控计算机和驱动控制单元两部分组成连续表情运动控制系统,主控计算机与驱动控制单元之间通过RS232串口进行数据通信.研究了一种基于表情运动脚本的机器人连续面部表情实现方法,通过对面部表情运动进行运动分析,将其分解为多个典型面部表情动作单元,然后对所要实现的一段连续表情进行运动规划,生成表情运动脚本指令,机器人根据脚本指令应用运动缝合技术生成连续的面部表情动作.最后在仿人面部表情机器人SHFR -1上进行了实验验证,试验结果表明,机器人实现了较为流畅的连续表情动作,为今后进一步研究人与机器人进行动态情感交互提供了研究平台.     

基于多DSP的轮腿式机器人控制系统设计

介绍了一种新型轮腿式机器人的控制系统。通过对轮腿机器人机械结构的分析,设计了一种基于多个DSP的可靠、实时性高的控制系统并进行了相关试验。试验结果表明,多DSP控制系统设计合理、性能优良,算法适用、可靠,能使机器人稳定可靠地转向避障和跨越台阶和斜坡等典型障碍物。     

基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统设计

针对现有除冰机器人结构复杂、重量大、采用事后式除冰方式以及未能根据线路状况对行走除冰控制策略进行协调的缺陷,设计了一种基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统。该系统首先通过温湿度模块检测作业环境、自主决策行走除冰动作;然后通过倾角模块检测线路仰俯角、图像采集模块捕捉覆冰状况,之后树莓派综合考虑线路阻力和覆冰除冰的约束实现行走除冰的协调控制;结合超声波模块对往复行走折返点进行判定,实现不间断的往复式预防性除冰。整个装置采用单电机驱动,降低装置重量、简化机构实现轻型设计。最后对样机行走控制系统进行试验分析并作出总结。     

沟道机器人及其应用

针对电缆沟道运维工作存在的紧急情况勘测难问题,提出多足仿生监测机器人方案,介绍了电缆沟道监测机器人平台、控制、电源、遥控监测、通信等组成模块及其功能,探讨了电动6自由度3关节机器臂、基于动作构建的仿生多足沟道机器人行为模式、多频融合技术、电缆蠕动监测、机器人关节驱动等关键技术,通过实践应用,满足了电缆沟道日常巡检与应急指挥需求,为运维人员快速掌握沟道环境及设备状况,进行故障定位等提供了新方法。     

基于ESP8266的磁吸附爬壁机器人控制系统研究

针对现有爬壁机器人吸附力无法调控的问题,提出一种新型动态可调节磁吸附爬壁机器人的解决方案。基于ESP8266模块的新型控制方式,并使用MPU-6050来检测机器人的运行姿态,二者相结合实现磁吸附力的动态自动调节。通过样机的测试实验证明了设计的机器人及其控制系统能够实现吸附力动态自动调节。     

《制作六足机器人》教学设计

“六足机器人”是我在“中文乐高”论坛中看到的一个简单机器人,其机械结构简单巧妙,程序的编写比较适合初学者,尤其是其走动的样子憨态可掬,更接近于学生心目中的“机器人”走路的形态,能充分调动学生的学习兴趣。因此,我选用了“六足机器人”作为本课的学习载体,将六足机器人的腿部运动作为主要教学内容,由两位学生合作完成六足机器人腿部的搭建,再合并到机器人的主体。编程部分只使用了一个“移动模块”,简单地完成一个控制机器人行走的小程序,让学生在体验中整体感知机器人制作的全过程。在搭建机器人的过程中,学生还将认识机械结构及其作用,并利用已有的知识经验分析问题、解决问题,提高实践操作能力。     

Generation of adaptive gait patterns for quadruped robot with CPG network including motor dynamic model

This paper describes the generation of adaptive gait patterns using new Central Pattern Generators (CPGs) including motor dynamic models for a quadruped robot under various environments. The CPGs act as the flexible oscillators of the joints and adjust joint angles to required values. The CPGs are interconnected with each other and sets of their coupling parameters are adjusted by a genetic algorithm so that the quadruped robot can realize stable and adequate gait patterns. Generation of gait patterns results in the formation of the CPG networks suitable for the formation of not only a straight walking pattern but also of rotating gait patterns. Experimental results demonstrate that the proposed CPG networks are effective for the automatic adjustment of the adaptive gait patterns for the tested quadruped robot under various environments. Furthermore, the target tracking control based on image processing is achieved by combining the general gait patterns. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(1): 35–43, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20225     

机器人关节电机的广义预测控制

机器人关节电机控制系统具有非线性和参数变化的特点,基于被控对象精准数学模型的传统控制方法难以对其进行有效的控制。以四足机器人髋关节电机为研究对象,首先分析了系统的机理,建立了被控对象的CARIMA(Controlled Auto-Regressive Integrated Moving Average,受控自回归积分滑动平均)模型;接着提出了一种基于复合神经网络的广义预测控制方法,即由LNN(Linear Neural Network,线性神经网络)和GPFN(Gaussian Poten-tial Function Networks,高斯基函数网络)构成的复合网络对被控对象进行在线辨识,广义预测控制器利用辨识的结果,多步预测,滚动优化,对四足机器人髋关节电机的角位移进行有效控制;最后假定系统存在Stribeck型非线性摩擦,在负载转动惯量缓慢变化和突变的情况下进行了仿真试验,结果表明,该方法具有较强的适应能力,体现了很强的鲁棒性,取得了令人满意的控制效果。     

基于Android的小型移动机器人远程控制系统设计

针对传统机器人控制终端灵活性不足的问题,结合飞速发展中的Android移动平台,设计了一种基于Android的小型移动机器人远程控制系统。该系统由小型移动机器人、无线通信模块和Android平台3部分组成,通过无线局域网实现下位机与上位机之间的视频传输以及数据通信。给出了控制系统的总体架构,并具体阐述了系统硬件及软件两方面的实现。最后对系统进行了实验测试,测试结果表明,Android移动终端可远程控制移动机器人的运动状态,并实时获取机器人传回的视频,视频播放流畅,整个系统有着较好的稳定性和可靠性。     

基于S3C2440的电力线巡检机器人系统设计

针对目前电力线巡检方式存在各种弊端的现状,提出了一种可代替人工和直升机进行电力线巡检的移动机器人系统设计方案.机器人采用多自由度轮式爬行机构,可实现多种路径规划.控制系统采用模块化设计,运动控制板卡、数据采集板卡通过总线与主控板堆栈连接,扩展方便、稳定可靠.主控板采用ARM系列芯片,满足低功耗、高性能的嵌入式应用开发....     

基于DSP的双闭环永磁同步电机控制系统设计

对永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统进行了设计和实现,硬件采用TMS320F2812型DSP,整个电驱动控制系统包括电源模块、逆变模块、控制模块、驱动模块、转速、转子位置检测、RS232串口通讯模块等,软件采用矢量控制算法及空间矢量脉宽调制(SVPWM)予以实现,系统采用电流、转速双闭环结构,实现了高精度调速.     

基于双微控器的管道泄漏监测系统

本文介绍了采用C8051F系列单片机构建双微控器测控系统,来作为原油管道运输在线泄漏检测系统中的一部分,并利用工业以太网向中心监控站传输带有时标的压力数据.其中测量微控器实现基于实时时钟系统的数据采集,并完成基于GPS模块的系统校时任务.主控微处理器利用双口RAM与测量单元进行通信,在完成与中心站基于工业以太网远程数据交互的同时,对本地数据进行卡尔曼滤波,提高了系统的整体实用性与可靠性.本文给出了双微控器系统的硬件和软件设计.     

基于系统功效的保护及控制系统可靠性评估

采用元件可靠度和系统可靠度两个可靠性指标,提出功效评估法:通过硬件模块、接口模块、功能模块、功效模块对继电保护及控制系统进行建模.针对二次系统对一次系统的产生的功效,提出一次系统的典型功能事件,并分别通过串并联网络法定量评估二次系统的可靠性.深入到元件层面对硬件模块进行重要度分析并重新排序,从而有针对性的发现系统薄弱环节,提高二次系统的可靠性.     

基于DSP的混合动力汽车电驱动控制系统设计

对混合动力汽车(HEV)电驱动控制系统进行了设计,采用转速、转矩双闭环控制,实现了恒转矩启动和恒功率运行。整个电驱动控制系统包括电源模块、逆变模块、控制模块、驱动模块、系统安全检测模块、CAN通讯模块等主要部分,可以实现电动发电和制动能量回馈功能。为了验证所设计系统的有效性,研制了一个小功率试验平台,该平台以TMS320LF2407A型DSP为核心器件,基本实现了HEV所需的大部分功能。     

基于DSP的空间电源变换器的冗余调压设计

阐述传统电源系统在可靠性方面存在的问题。本设计利用DSP对电源系统模块进行检测和控制,并通过旁路故障模块接入正常模块提高电源系统整体可靠性,该系统综合利用数字和模拟电路,使传统空间电源智能化从而达到更高可靠性,同时利用数字芯片对各模块电源进行管理,提高了模块的精确度和寿命。通过试验测试,电源系统在模块发生故障情况下,实现了对模块的隔离和冗余设计,对于调压方案,本设计进行逐点采集,实现了数字对模块的调压控制。