排爆机器人越障机理及对爆炸物的动态响应分析

排爆机器人发现爆炸物后,需要将爆炸物运到排爆罐里进行引爆.这个过程机器人要夹着爆炸物跨越各种复杂的路面环境,比如跨台阶,壕沟,甚至上下楼梯等障碍,因而容易造成对机器人本体较大的冲击和振动,尤其是对爆炸物产生冲击和振动,严重时使爆炸物从手爪中脱落,掉到地上.对华南理工大学自主研制的履带式排爆机器人越障过程的机理进行分析,研究机器人越障时产生的冲击载荷及其爆炸物的动力学响应,以及其对手爪夹持力影响分析.这对于研究排爆机器人在复杂路面运动时其爆炸物的动力学特性具有重要指导意义.     

基于Faster R-CNN的未爆弹检测

当前排爆机器人多为半自主型,排爆过程依赖于人的操控。为了实现排爆机器人的无人化智能化,本文利用目标检测与深度学习技术,实现对未爆弹的图像检测。这一技术能够使排爆机器人从获取的图像中自主识别未爆弹等目标物体,并且实时获取目标的位置信息,为排爆机器人自主抓取打下基础。     

六自由度排爆机器人操作臂运动学分析

排爆机器人作为代替人进入危险环境,完成排除爆炸物、危险物销毁的任务,研究其操作臂的运动学方程,有助于研究机构合理性,对于排爆机器人任务完成具有推进意义。文章以一种六自由度排爆机器人操作臂为基础,对其运动学问题进行研究。以D-H法来确定操作臂的各个设计参数,确定合适转换矩阵,目标矩阵和运动学方程。通过Maple强大的矩阵运算功能对运动学进行求解,并通过Matlab对结果进行验证。     

基于ROS的临场可重构排爆机器人系统架构研究

在面对危险爆炸环境时,排爆机器人的临场任务具有多样性,根据不同的临场任务,机器人会在自身本体硬件的基础上,在现场对模块化组件进行快速组装,即机器人硬件方面的临场可重构。利用机器人操作系统(ROS),针对不同的硬件模块组合,进行软件重构是临场可重构机器人的软件特性。提出了一种基于ROS的临场可重构排爆机器人软硬件架构模式,在面对复杂环境时,操作人员能够根据现场不同的任务要求,对模块化设计的排爆机器人进行组装,形成硬件重构;而系统软件根据硬件模块的组装情况进行软件自重构,从而使排爆机器人具备完成不同任务的能力。排爆机器人的这种软硬件架构设计模式使得机器人在实际工作中表现出高效性、鲁棒性和自适应性。     

基于触屏控制的遥操作排爆机器人设计

针对传统排爆机器人行走机构的缺陷,设计了一种轮摆履复合的排爆机器人。基于Beckhoff控制器和Elmo驱动器实现了机器人的运动控制系统。通过设计通信系统、图像实时传输系统和虚拟机器人交互系统,实现了机器人的遥操作,并结合各子模块开发了一整套基于触摸屏的控制软件。实验证明该排爆机器人移动性能好,触控软件操作方便,交互性好。     

沈阳自动化所排爆机器人空地协同作业研究取得进展

<正>近日,中国科学院沈阳自动化研究所排爆机器人课题组提出了一种可用于空地系统的无人机目标跟踪方法,可使无人机与地面排爆机器人组成空地系统进行协同作业,提高了排爆机器人的作业效率和作业能力。现有的排爆机器人在作业时,操作者主要依靠机器人所搭载的摄像机等传感器所反馈的数据,来分析现场情况及完成抓取作业。然而,机器人所携带的摄像机视角有限,容易受到建筑物以及废墟等的遮挡,不能对事     

基于激光测距的排爆机器人建模

针对当前排爆操作安全性低,操作人员紧张程度高和效率低的不足,提出了一种新的基于激光测距的排爆机器人模型,包括机械臂模型、障碍环境模型和爆炸物模型.利用这些模型,排爆机器人可以实现爆炸物的半自主抓取,提高了操作性能.     

微型排爆排险机器人的机械结构设计

地面排爆排险机器人可以代替人类完成各种危险处置任务,得到了越来越广泛的应用.文中对机器人行走装置、作业装置和其他装置分别进行分析,设计了一种具有部分大型同类机器人性能指标、具备较好地形适应能力的小型地面排爆排险机器人.     

基于UG和RecurDyn的排爆机器人的精确建模及动态分析

基于UG和RecurDyn软件分别建立了排爆机器人主体模型和履带系统模型,并在RecurDyn软件中进行了实体装配。运用RecurDyn软件对实体模型进行动态仿真,给出了爆炸物重心和整机重心在竖直方向的振动位移和振动加速度曲线,并分析了排爆机器人的平顺性。为机械臂的振动控制研究奠定了基础。     

全地形排爆机器人运动机构设计研究

针对排爆机器人在全地形上可靠运行的问题,将传动链分析与现代仿真技术应用到运动机构设计中,对机器人动力系统的传动比、额定功率、最大转矩等参数进行了论证计算,对运动机构主要部件进行了有限元分析,验证了主要部件参数,提出了一种基于四轮六履带运动机构的排爆机器人,并在多种场地条件下进行了实物测试。研究结果表明,该排爆机器人运动机构各项技术指标基本达到了设计要求,能够上、下斜坡或者楼梯、跨越障碍物,具备复杂环境条件下的全地形运行能力。     

基于Arduino脑控排爆机器人设计应用

如今有许多危险任务是不适合人们亲自执行的，例如排爆、危险品运输等，基于Arduino脑控排爆机器人设计应用可以避免发生现场人员伤亡，操作者通过头戴式脑电波检测装置，对机器人进行远距离操作。操作者不用身处于危险环境之中，还能腾出双手，进行其他的工作，如操控机器人机械臂进行危险物拾取、炸弹拆除等工作。脑控排爆机器人在高危作业环境中有着很好应用价值。     

动态载荷下多指手抓取爆炸物的研究

将多指灵巧手运用于排爆机器人替代简单的夹持器,用于处理爆炸物等各种危险品,使机器人具有更灵活的操作能力.针对排爆机器人在野外作业时由于跨越障碍、上下楼梯等原因导致机器人产生振动,从而使爆炸物产生动载荷而影响其抓取稳定性.对排爆机器人建立振动数学模型,获得爆炸物在冲击载荷作用下的动力学响应.运用旋量理论研究多指手在动态载荷下的抓取能力,寻求多指手在稳定抓取爆炸物的前提下最小的接触力,防止由于过小接触力而导致爆炸物的脱落,甚至发生爆炸.该研究对于夹持有危险性的物品及其夹持力的确定具有指导意义.     

排爆机器人双目立体视觉系统设计

双自立体视觉是计算机视觉的一个重要分支,双目立体视觉直接模拟人类双眼处理景物的方式,可靠简便,在许多领域均极具应用价值,例如在机器人视觉系统中的应用.本文基于排爆机器人的应用,详细描述了排爆机器人双目立体视觉系统的设计与实现,由双目立体视觉系统根据目标物的二维图像计算出目标物的三维坐标.实验表明该系统能提高排爆机器人智能性与易操作性,大大提高了机械人的定位精度.     

排爆机器人五自由度操作臂灵活度优化方法

针对传统机器人操作臂灵活度优化方法忽略了获取机器人雅克比矩阵奇异值,导致操作臂灵活度过程效率降低,排爆准确度得不到明显提高。提出排爆机器人五自由度操作臂灵活度优化方法。首先对操作臂构造动力学模型,获取拉格朗日动力学方程及相关参数,对姿态概率系数和可操作度进行描述。以五自由度操作臂工作球为基础分析操作臂姿态概率系数;针对操作臂的可操作度,通过排爆机器人雅克比矩阵奇异值实现构造,建立操作臂在工作空间内的灵活度优化目标函数,通过遗传算法对目标函数进行求解,实现排爆机器人操作臂灵活度的优化。实验结果表明,所提方法优化性能佳,可有效提高操作臂灵活度。     

排爆机器人五自由度操作臂动力学分析

结合排爆机器人的研制,针对安装于排爆机器人移动平台上的五自由度操作臂实际结构,首先测算出操作臂的惯性参数,并由此建立动力学模型,推导出拉格朗日动力学方程和参数;然后模拟排爆抓取任务,规划了操作臂各关节三段式五阶多项式运动规律,由动力学方程仿真求得各关节电机的力矩变化规律,并结合电机性能参数验证了运动规划的合理性。     

排爆机械臂虚拟样机运动控制的仿真研究

国内外反恐形势日趋严峻,各国积极推进排爆机器人开发。针对排爆机器人机械臂的轨迹跟踪问题,展开控制模型仿真研究,使用MATLAB和ADAMS软件实现机械臂的虚拟样机建模、控制系统设计与系统仿真,将常规PID与模糊PID分别应用于联合仿真系统的设计。阶跃响应曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了25.2%的超调量;正弦轨迹跟踪曲线显示,相对于常规PID,模糊PID减少了13.8%的超调量,响应时间缩短了22.8%。仿真研究显示,模糊PID模型拥有更快的响应速度及更优的轨迹跟踪质量,更适合作为排爆机械臂的控制方式。     

基于模型预测控制的排爆机器人轨迹跟踪算法研究EI北大核心CSCD

排爆机器人在复杂、危险环境下代替人作业拥有非常重要的地位。排爆机器人对期望轨迹的跟踪是避免发生危险最重要的环节。基于模型预测控制算法提出了排爆机器人末端轨迹跟踪算法。给出了机械臂状态空间的离散模型,已知当前时刻位置状态和下一时刻位置输入状态,预测未来某时域内的输出状态;然后根据给定性能指标和约束条件,求解未来一段时域内的输入序列,对实际输出进行反馈校正;最后,采用实验仿真对比测试,验证了该算法的有效实时性,结果表明,基于模型预测控制的机器人末端轨迹跟踪算法具有良好的动态实时跟踪能力,实现了目标轨迹的有效跟踪。     

基于一种解析运动学模型的排爆机械臂联动遥操作技术

联动遥操作是排爆作业中对排爆机械臂的一种有效和便捷的操作方式,也是排爆机器人研制中的难点.本文在D-H方法基础上,针对所设计的排爆机械臂的机械结构,提出了一种简化实用的基于3臂杆6自由度机械臂的解析运动学模型,该运动学模型能得到解析的正运动学方程和逆运动学方程,从而能实现在控制系统中的实时计算.本文详细描述了基于该解析运动学模型的排爆机械臂联动遥操作控制系统的设计.实验表明,采用该解析运动学模型能大大提高对排爆机械臂操作的效率和排爆作业精细程度.     

基于模型预测控制的排爆机器人轨迹跟踪算法研究

排爆机器人在复杂、危险环境下代替人作业拥有非常重要的地位。排爆机器人对期望轨迹的跟踪是避免发生危险最重要的环节。基于模型预测控制算法提出了排爆机器人末端轨迹跟踪算法。给出了机械臂状态空间的离散模型,已知当前时刻位置状态和下一时刻位置输入状态,预测未来某时域内的输出状态;然后根据给定性能指标和约束条件,求解未来一段时域内的输入序列,对实际输出进行反馈校正;最后,采用实验仿真对比测试,验证了该算法的有效实时性,结果表明,基于模型预测控制的机器人末端轨迹跟踪算法具有良好的动态实时跟踪能力,实现了目标轨迹的有效跟踪。     

智能排爆机器人机械手部设计及其优化

利用排爆机器人技术结合现代设计方法,并根据结构特点,以质量最轻最优为目标,以几何尺寸、蜗轮齿面疲劳强度、蜗杆特性系数、模数、齿数、等为约束条件,对排爆机器人的机械手部进行了结构优化,使得机械手部结构好、质量轻、运动灵活.