同步仿生机械臂设计

本设计利用安装在人手臂部的加速度传感器采集运动信号,单片机智能运算后发出控制指令,实现机械臂与人臂的同步运动。系统将在采集传感器的输出模拟量经过单片机的处理产生PWM波,使用PWM波驱动舵机实现准确定位,使机械臂实现三自由度的运动。而且还可通过编程和仿生来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,体现了人的智能和适应性。     

同步仿生机械臂设计

本设计利用安装在人手臂部的加速度传感器采集运动信号,单片机智能运算后发出控制指令,实现机械臂与人臂的同步运动。系统将在采集传感器的输出模拟量经过单片机的处理产生PWM波,使用PWM波驱动舵机实现准确定位,使机械臂实现三自由度的运动。而且还可通过编程和仿生来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,体现了人的智能和适应性。     

基于虚拟现实交互的机械臂协同控制

虚拟现实(Virtual Reality)是一种利用计算机硬件和软件集成的技术,对计算机图形学、人机交互、多媒体、网络通信等多种技术进行综合应用,从而为用户提供虚拟三维世界体验的一种技术。传统机械臂远程控制普遍采用的是手柄和键盘控制方式,而且今后方式普遍是摄像头图像显示在监控器上,和现场操作差别很大。协同控制机械臂将人的主观能动性与机械臂精确作业结合起来,可以实现在人类不能到达的特定环境下,利用远端机器人进行作业,同时通过VR系统模拟真实环境为用户提供身临其境的体验。本文主要以Unity3d引擎为支撑,头戴式显示设备HTC VIVE作为虚拟现实硬件设备,通过Steam VR设计与实现一个具备通用交互行为功能的VR交互场景,利用Socket通信将VR系统与机械臂进行连接,从而实现与机械臂的交互协同控制。     

非结构环境下机械臂各关节自动控制系统设计

为了使机械臂给工业企业带来更多利益,以智能化、低成本、小质量和高安全性能为目的,设计非结构环境下机械臂各关节自动控制系统。依据系统性能设计标准,为机械臂的肩膀、手肘和手腕处分别分配2DOF的自由度,给出机械臂D-H参数,并为各关节设计合适的电机来实现机械臂运动。在系统的FPGA中写入控制算法,使用主控芯片对不同关节处FPGA的控制算法进行融合,确定机械臂运动方案并下达控制指令,通过构造2.5D环境地图感知非结构环境,完善控制指令。从实验结果中可以看出所设计系统的关节轨迹优化能力强。     

耳温计检定系统机械臂位姿自动修正方法研究

针对耳温计自动检定系统中机械定位随机偏移的问题,提出一种基于机器视觉的机械臂位姿自动修正算法。在恒温槽基准位建立机械臂运动的基准参考坐标系,在此坐标系下设计机械臂作业路径动作;系统作业过程中,通过定位恒温槽上的特征图案生成变换矩阵,产生新参考坐标系;机械臂来到新参考坐标系下拍照,反推变换矩阵偏差值并对其迭代更新;通过对机械臂运动的参考坐标系进行修正,完成对机械臂三维作业的位姿修正。实验结果表明,所提算法对恒温槽上3个平面的定位精度达到0.5 mm以内,为相似场景下的视觉引导提供了一种新思路。     

多自由度机械臂人脸素描算法研究

为了完成基于多自由度的机械臂人脸素描,实现精确的空间点对点映射控制,提出素描绘画算法.该算法由改良型的神经网络算法和人物图像矢量化算法组成.该算法通过合理分解目标空间,严格选择采样点,在保证精度的情况下,具有实用性强,计算量小的特点,可适用于大量嵌入式平台.这保证了机械臂入脸素描的快速性和通用性.     

机械臂在轨精细操作

随着空间作业任务的复杂性不断提高,对空间机械臂的工作精度、灵活性和自主性都提出了更高的要求。燃料耗尽和器件损坏是造成卫星等航天器失效的主要原因,对燃料单元或损坏器件的及时更新能有效提高卫星等航天器的服役年限,因此单元更换是空间遥操作的主要任务。为了满足任务的要求,在传统基于关节空间的RRT算法上提出了基于工作空间的RRT算法,使末端关节可以保持水平,同时通过Kinect获取目标和障碍物的位置信息,利用包围盒方法给出障碍区间,使机械臂自主安全的完成空间单元更换的任务。     

机械臂在轨精细操作

随着空间作业任务的复杂性不断提高,对空间机械臂的工作精度、灵活性和自主性都提出了更高的要求。燃料耗尽和器件损坏是造成卫星等航天器失效的主要原因,对燃料单元或损坏器件的及时更新能有效提高卫星等航天器的服役年限,因此单元更换是空间遥操作的主要任务。为了满足任务的要求,在传统基于关节空间的RRT算法上提出了基于工作空间的RRT算法,使末端关节可以保持水平,同时通过Kinect获取目标和障碍物的位置信息,利用包围盒方法给出障碍区间,使机械臂自主安全的完成空间单元更换的任务。     

基于机械臂路径规划的内场轨迹实现技术研究

为了解决传统光电跟踪设备的跟踪性能测试系统参数调试繁琐、设备安装困难、靶标适用性差等问题,研究了基于机械臂路径规划的内场轨迹实现技术。通过规划六自由度机械臂的末端运动轨迹,设计了更加灵活、高效的跟踪性能测试系统。首先,对传统测试靶标系统进行分析,明确实现跟踪性能测试的数学模型;然后提出基于六自由度机械臂的新型技术方案,并分析了两种方案的差异性;接着通过靶标轨迹的坐标变换,根据传统动态靶标轨迹得到适用于六自由度机械臂的末端位姿参数,从而实现轨迹规划;最后,通过数值仿真验证了本文方法与传统方法的跟踪性能测试效果的一致性。仿真结果表明,两者具有相同的跟踪性能测试效果。相较于传统方法,采用机械臂的测试系统在参数调节、工具安装和靶标适用性上更具优势,完全能够满足光电跟踪设备内场跟踪性能测试的要求。     

基于双目视觉引导的纸箱切割系统研究

针对传统模式机器人在仓储出库作业时缺乏智能性的问题,本文研究一种基于双目视觉引导机械臂切割系统,搭建了双目立体视觉系统并进行双目标定,通过机械臂手眼标定获得纸箱坐标系,相当于机械臂基坐标系的坐标变换,提出一种基于标准尺寸纸箱作为模板的灰度匹配方法,获得纸箱规格信息进而引导机械臂完成切割。实验结果表明,3类纸箱定位误差绝对值分别在1.3 mm、1.5 mm和2.2 mm以内,满足工业生产要求,具有较好通用性。     

机械转向器冲击试验台建模与仿真

EPS用机械转向器是实现汽车转向的主要部件之一,为保证车辆的安全性,需要了解其耐冲击性能。机械转向器冲击试验台主要用于对机械转向器的冲击试验。文中针对试验台的阀控非对称缸电液力控制系统进行了研究。通过对控制系统的各个环节的分析,建立各环节的数学模型。进而得到以力为控制量的电液伺服系统数学模型,并利用Simulink仿真平台对系统进行频域和时域分析。分析结果表明,试验台液压系统闭环稳定,满足性能要求。     

基于PID控制的导弹分通道仿真

针对现代导弹飞行过程中传统气动力控制系统通常无法满足导弹的命中精度及实时性要求。在建立导弹分通道动力学方程及舵机模型的基础上,介绍PID分通道控制方法,并对舵机及导弹俯仰、偏航、滚动3个通道进行分通道控制,利用MATLAB／Simulink对其仿真。从对比仿真结果看出,此PID分通道控制方法可减少气动舵导弹的响应时间。并增强控制系统的稳定性。     

多舵机的单片机控制技术

本文主要介绍了舵机在单片机控制技术中的应用,目前舵机在单片机中的应用什么广泛,它是一种位置伺服的驱动器,可以通过接受一定的控制信号来输出一定的角度,大部分应用在一些角度不停的变化但是又能够保持的控制系统中。在以往的单片机控制技术中PWM波的产生主要是利用一些分立元件来实现,这些分立元件产生的脉冲有一定的缺陷,比如：频率、宽度等都是不符合要求的,这样以来就很难对舵机进行精确的控制。相对其他的一些处理器,单片机有自己的一些优点,比如：价格低廉、精度较高、编程灵活、性能稳定,因此很多控制系统中都是利用单片机来产生PWM波。     

内河船舶数字化舵机智能控制技术研究

针对目前内河船舶舵机控制方式的弊端, 提出模糊自适应PID控制策略, 运用MATALB/SIMULINK进行仿真分 析验证其可行性。基于西门子S7-200PLC开发了控制程序, 结合数字化设备, 改进传统内河船舶舵机的控 制方式, 为数字伺服控制技术的实际应用提供了有益借鉴。     

基于STM32双足竞步机器人的研究与设计

随着科技的不断进步,智能机器人已逐步应用到各个生产领域,并促进机械、农业、家具等向智能化方向发展。为此,设计了双足竞步机器人。该机器人将先进的自动控制系统与机械设备的有效结合,并通过STM32单片机输出PWM波形来控制舵机运动,从而实现机器人的前进、后退、转弯等多个动作。而且本系统的功能还能延伸运用,可以很好地用于其它相关领域,具有一定的扩展应用价值和意义。     

基于CCD摄像头智能车分段PID控制算法设计

介绍了基于MC9S12XS128单片机控制的智能车系统,该系统以CCD摄像头传感器作为路径识别装置,通过图像识别提取道路黑线信息,计算出反应道路形状的舵机控制量,对舵机进行控制。对智能车寻线舵机控制系统的软件设计思路和控制算法思想等进行了详细的论述。测试结果表明智能车能准确稳定地跟踪引导黑线行驶,该算法能够很好地对智能车进行控制。     

汽车电动助力转向系统的开发与设计

为了进一步提高汽车电动助力转向系统的快速、精确及稳定性控制,本文利用直流电动机为汽车的转向系统提供辅助动力,并通过电子控制单元等相关硬件电路,进行数字信号采集、脉宽调制输出等,然后根据单片机相关指令对电动机进行实时控制,并最终由机械传动装置实现助力转向.本文阐述了电动助力转向系统的工作原理和结构特点,用ARM7 S3C44B0X单片机为控制电路的核心部件,并实现该控制器的硬件和软件设计,实验结果表明该控制系统是有效的.     

基于STC单片机的仿生六足机器人设计

为满足特殊环境对于机器人的提出的要求,应用仿生学原理,设计一六足机器人,可模仿生物的运动形式;它以STC12C5A60S2型单片机为控制核心,通过YZW-Y09G型舵机来驱动的运动关节,选用AET168P1舵机控制板,在系统软件控制下来实现其各项功能.这种仿生六足机器人对各种地面有很强的适应能力,不易陷入松软地面里,且制作成本低,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠,具有较高的使用价值.     

基于PNN的舵机故障诊断方法研究

随着科技的发展,舵机在不断提升性能的同时,其复杂性也大幅度提高,故障现象与故障本身并非简单的映射关系,设备故障诊断实质上是典型的复杂非线性分类问题。提出一种利用概率神经网络对舵机故障分类的方法,将从舵机振动信号中的提取特征值作为PNN的输入参数,构造出基于概率神经网络的舵机故障诊断方法。仿真结果显示,该网络工作稳定,运算速度快,对舵机故障分类准确率较高。