变电站巡检机器人自动充电系统

为实现巡检机器人在无人干预情况下安全可靠、快速高效地自动充电,进而实现巡检机器人在变电站长期值守、完全自治,提出一种充电装置侧向对接的自动充电系统。该系统采用磁轨道引导,RFID标签定位,导航定位精度较高;通过检测充电机构位置和极片电压,判断充电条件是否满足,简单可靠;通过采用弹片压住极片夹,滑槽连接充电座与定位槽板,提高误差容忍度和对接可靠性。该系统已在全国30多个变电站实际应用,运行效果良好,应用前景广阔。     

面向电动公交车的充电机器人感知与控制

为实现机器人插接充电枪为电动公交车充电,研究充电机器人感知与控制系统.机器人通过激光测距仪和眼在手上的单目视觉感知充电孔位置,并采用可编程控制器(PLC)和工业控制计算机(IPC)协同控制.先示教确定标准拍摄位置、拍摄距离及充电孔的标准位置,再检测充电孔正负极边缘并创建匹配模板,应用形状匹配与机器人配合进行手眼标定.PLC采用状态转移法设计控制程序,通过IO输出机器人动作条件,IPC通过OPC通信读写PLC状态,通过TCP发送动作坐标到机器人控制器.实验和应用结果表明,定位误差＜0.5 mm,准确性和可靠性满足应用要求.     

投篮机器人气动式抛射机构的设计与分析

介绍了一种以气缸为主要动力装置的气动式抛射机构,以及用于投篮机器人抛射篮球的最优抛射参数。抛射篮球常用的电磁抛射方式存在充电时间长、抛射误差大等缺点,不利于实现投篮机器人的灵活性和竞技性。为了实现快速、精准地抛射篮球,设计了一种新型气动式抛射机构,从理论上对抛射篮球过程进行了数学建模,对抛射机构的相关设计进行优化,并设计了重复性抛射试验验证了抛射机构的可行性,得到了用于投篮机器人竞技活动中的最优抛射参数,提高了投篮机器人的命中率。     

关于智能安防机器人自动充电控制方法的研究

智能安防机器人一般工作在无人干预的情况下,为了使机器人实现长期值守、完全自主智能的连续工作,机器人必须拥有安全、可靠的自动充电功能。该文研究了红外发射器和接收器的结构以及红外线发射接收的原理,对自动对接的硬件部分进行了分析与设计,利用红外线通信以及精密的自动对接算法实现了安防机器人自动充电时的精准对接,在不同距离、不同角度以及不同环境下对机器人的自动充电功能进行了实验,验证了利用红外线对接实现自动充电的可行性。     

变电站巡检机器人的充电系统设计

通过对变电站巡检机器人充放电系统的研究,设计了基于ATmega128A的智能充电系统,实现了变电巡检机器人锂电池充电管理,给出了系统工作原理、硬件结构和软件运行流程。系统根据变电站巡检机器人的锂电池电量状态自动改变充电电流大小,实现恒流、恒压和涓流过程,使变电站巡检机器人在无人干预的情况下自动充电,为巡检机器人长时间在变电站自主工作提供了动力能源保障。     

无线充电智能扫地机器人系统的设计与实现

针对现有的智能扫地机器人在使用过程中存在操作不够简洁、充电不够便捷等主要问题,设计并实现了一种基于STM32F103C8T6的无线充电智能扫地机器人,具有自动清扫、避障、无线充电等功能。扫地机器人系统利用多种传感器对工作环境进行检测,同时搭载无线充电,提高扫地机器人的便捷性,使其更能满足于目前的市场需求,是对目前扫地机器人的一个有效尝试,也为今后发展智能家居提供了一种新方案。     

并联机器人机构概述

并联机器人机构是一种新型的机构 ,具有串联机构无法比拟的优点 ,文中介绍了并联机器人机构的由来、特点、应用和基本概念 ,同时指出了并联机器人机构需要解决的问题     

传感器技术在智能移动(保洁)机器人装置中的应用

提出了红外传感器、光敏电阻器、里程计以及ZigBee无线通讯模块在所研究的智能移动(保洁)机器人装置中的应用,实现了该保洁机器人具有可遥控、可自由行走、可路径规划、可自动充电、防跌落、防碰撞、能自救等功能.传感器技术的快速发展与应用必将加快保洁机器人走进千家万户,推动其品质与性价比的大幅提高.对保洁机器人中传感器技术应用研究有极其重要意义.     

基于RFID的变电站巡检机器人无线充电系统的研究与设计

随着变电站自动化水平的提高,巡检机器人将逐渐替代人工巡检的方式成为检测变电站设备的新手段。该文设计了具有自主寻源和非接触无线充电系统,保证了机器人在进行电力设备巡检、设备故障诊断时能够处于长期自治的工作。该系统采用射频识别(RFID)定位与无线充电技术(ICPT)相结合的方式,当巡检机器人判断自身电量不足时,可主动返回到充电室进行充电。整个充电过程无需人为干预,可在极短的时间内快速找到发射源并实现无线充电。     

一种康复训练机器人的机构位置逆解

康复训练机器人的应用日益增多,同时机器人机构的正解和逆解是当前康复训练机器人的研究热点之一。选取某一康复训练机器人机构为研究对象,在综合对比分析后对肩关节康复训练机器人机构的构型进行了选择,确定将3-RRS球面并联机构来实现肩关节构型;在对其抽象简化后进行了运动分析,并在运动分析的基础上采用矩阵法和闭环矢量法相结合的方法详细推导了该机器人机构的位置逆解,得到了在期望执行动作的结果下机构的输入条件,也即在期望的康复训练结果下康复训练机器人机构3个支链的具体输入函数,获得了机构进行反向设计的函数。该分析计算能够以康复训练的最终执行动作作为设计目标和已知条件对机器人的机构进行设计,从而求得机器人机构的杆长、夹角等在内的各参数,在康复机器人的设计和研发过程中具有较高的实际应用价值。     

基于双曲柄滑块机构的缆线爬行机器人机构本体设计

通过对双曲柄滑块机构的结构特征、滑块运动特性进行分析,指出了该机构的倒置机构作为缆线爬行机器人机构本体的可行性,为曲柄滑块机构的倒置机构在缆线爬行机器人机构中的应用做了有益的探索,对解决高空缆线行走机器人机构选型的综合问题研究有一定参考价值.     

输电线路除冰机器人竖直摆臂机构研究

研制除冰机器人代替人工方法进行导线除冰具有重要的应用前景。分析了除冰机器人前(后)臂运动特点,得到竖直摆臂机构的设计要求。根据竖直摆臂机构设计要求,采用四杆机构实现竖直摆臂运动。基于四杆机构的封闭性,应用解析法进行了四杆机构的机构综合,并用实例说明其应用。除冰机器人实验样机验证了四杆机构综合方法是正确的,四杆机构式竖直摆臂机构满足机器人的运动所有要求。     

一种变胞式码垛机器人机构设计分析

以码垛机器人机构为研究对象,将变胞机构的概念引入码垛机器人机构的设计,设计一种能够实现单自由度和两自由度间转变的码垛机器人机构,使其在两自由度时,具有可控机构的柔性控制特性,灵活实现码垛机器人抓取及装卸动作的精确定位,在单自由度工作式,具有较好的运动稳定性,实现码垛机器人稳定的搬运动作.应用邻接矩阵及旋量理论分析了该机构各构件间的连接与运动关系,为此类机构在工业机器人上的实际应用提供了一定参考.     

基于红外和超声波的机器人自主充电系统设计

充电电池是移动机器人的主要动力源,为了使机器人实现自我能源管理,自主充电是移动机器人必不可少的一种功能。目前,国内外机器人自主充电方式多种多样,但存在着传感器数量多、算法复杂和成本偏高等问题。为实现更简单、成本更低廉的自主充电功能,提出了基于红外回归反射和超声波测距的新型充电对准方法,给出了该方法的理论依据和算法流程,设计了相应的自主充电装置。样机测试结果表明,搭载有本套自主充电装置的移动机器人能够在4米范围内实现自主充电,证明了该套装置的有效性。     

多杆连续体机构:构型与应用

在若干刚性杆件机器人作业困难的场合,柔性机器人可轻易完成操作,因而在近十余年成为研究热点。从柔性铰链机器人到连续体机器人再到柔体机器人,柔性机器人通过逐步引入更多的弹性元件及其变形模态而不断发展。柔性机器人中的连续体机器人通常由连续体机构及其驱控、传感组件构成,其形状可描述为平面或空间曲线。介绍多杆连续体机构的多种构型及其应用。自其狭义构型到广义构型,再到广义构型的组合和连接,多种多杆连续体机构的新构型构成了手术机器人、深腔机械臂、康复外骨骼和欠驱动假肢手等新系统,并于其针对的应用场合展示出了优异的作用性能,体现了连续体机构广泛的应用前景。期望所述范例可启发连续体机构在手术治疗、康复服务和工业生产等领域更多的创新设计和应用,从而进一步拓展机器人机构学的研究范畴和理论体系。     

机器人原地转向机构运动学仿真分析

机器人的应用在当前社会已经非常普遍,在机器人的实际运用过程中,机器人转弯半径的大小限制了其工作能力。本文以减小机器人转向半径,提高机器人适用范围为目的,设计出一种机器人原地转向机构。通过对原地转向机构的运动学仿真分析得到相关运动规律,并验证了该机构是可实现的、合理的、稳定的,为该转向机构走向现实打下了坚实的基础。     

新型无缆管道机器人关键技术的研究

油气管道健康监测中管道机器人的研发是特种机器人领域中的热点,提出了管道机器人工程实用化中几个关键技术壁垒及这几个关键问题的解决措施。机器人移动牵引机构采用电机驱动丝杠旋转,丝杠上滑架(丝杠螺母)前移,两组支撑腿臂蠕动前行方式;整个机器人系统能量供给方面采用流体推动桨叶发电,对承载的锂电池组充电以实现机器人自推进;机器人通信方面采用管道内光纤传输视频图像和数据,管道外以无线方式与上位机监控设备双向无缆通信;整个机器人系统方案的可行性在模拟环境中得到了验证。     

基于圆形外螺旋算法的清扫机器人研发

设计了一款低成本、性价比高的家庭应用清扫机器人。系统选用PH89V51处理器及红外传感器、碰撞传感器等硬件,设计了避障检测电路、电机驱动H桥电路及电压检测电路等,应用随机行走加圆形外螺旋的算法,使机器人具备自主覆盖清扫区域、找寻充电站自主充电等能力。     

一种新型空间3自由度并联机构的正反解及工作空间分析

提出一种新型空间3自由度并联机器人机构,该机器人机构的动平台相对于定平台具有空间2个移动、1个转动自由度,建立了其运动学正反解的封闭形式,并对其工作空间进行了系统的分析和研究。该新型并联机器人机构在工业机器人、微动机器人、少自由度飞行模拟器和并联机床等领域具有广泛的应用。     

新型空调通风管道清理机器人的设计与优化

针对现有通风管道清理机器人清理效率低、管道适应性差等问题,设计了新型空调通风管道清理机器人。介绍了机器人的结构组成及各机构工作原理;分析了机器人弯管通过性并给出了机器人通过弯管的约束条件;以清理机构各杆件长度为设计变量,综合考虑机器人运动干涉、机器人主体直径等约束条件,以机器人驱动轮所在外圆半径与清理机构毛刷所在外圆半径之差最小为优化目标对机器人清理机构进行优化,得到机器人最佳设计尺寸。最后,进行工程应用与分析,得出优化后机器人变径范围为(630～560)mm,由机器人变径引起的误差降低了89%,为机器人样机的制作奠定了基础。