基于SLAM的爬壁机器人自主移动研究

目前在研的爬壁机器人基本采用遥控模式进行控制,尚不具备全自主移动功能。针对大型钢结构外表面巡检、涂装等作业,提出了一种基于SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)的自主移动模式。通过建立机器人相关模型,在完成SLAM建立环境地图的基础上,实现基于路径规划算法的自主移动,并通过试验表明在室内环境下,Cartographer算法得到的地图边缘和障碍物细节更加完整,建图准确度更高,其相对误差绝对值的最大值为2.67%,算法可信度高。自主移动试验中,爬壁机器人基本能够到达目的地,符合机器人进行巡检等工作的需要,表明基于SLAM的爬壁机器人应用于大型钢结构自主移动具有可行性。     

爬壁机器人系统的广义Lagrange方程

爬壁机器人系统广义Lagrange方程的建立有助于推动爬壁机器人进一步的发展。通过分析爬壁机器人系统的运动过程,并采用分析力学的方法进行动力学分析,从而建立了该系统的运动微分方程。相较于先前利用其他方法所建立的运动微分方程,基于分析力学的方法具有较大优势。运动微分方程的建立为爬壁机器人系统的对称性研究及柔性爬壁机器人的研制提供了良好的思路。     

一种基于ARM嵌入式系统的低成本小型移动机器人平台

文章介绍一种应用常见经济型器件构建的移动机器人平台,它满足低成本、装配简单、可扩展性好等要求。我们选择了高速低功耗的ARM芯片作为处理器,为机器人设计了丰富的功能,并与上位机视觉定位和控制系统结合,使其适用于导航与定位、运动控制策略、多机器人系统体系结构与协作机制等领域研究。     

基于反移动凸轮的爬壁机器人运动吸附方案

提出了一种爬壁机器人的运动吸附方案,利用反移动凸轮机构,以简单的机械方式实现了吸附组件在装置运动过程中相对于壁面的自动吸附与脱离;同时利用履带式运动机构,保证了机器人运动的平稳、连续与效率.方案对每个吸附组件所需的吸附力进行了理论分析并引进了真空系数的概念,在分析了运动吸附装置吸附能力的基础上,进而找出了真空系数,吸附组件和壁面间摩擦因数以及所需吸附组件的数量之间的关系,给出了计算反移动凸轮机构中柱塞行程的方法,为方案的实现奠定了基础.最后,给出了验证实例,验证了方案的可行性.     

无线遥控爬壁机器人系统研究

为满足爬壁机器人在侦察环境下工作要求,设计了新型无线侦察爬壁机器人系统.根据无线侦察爬壁机器人的特殊要求,进行了总体功能分析和机械系统设计,在此基础上通过现代计算流体力学方法(CFD)设计了高效率低噪音的离心风机;同时开发了机器人的无线控制系统;试验表明了无线爬壁机器人设计的有效性..     

基于旋翼负压混合吸附的爬壁清洗机器人系统动力学性能研究

针对爬壁清洗机器人越障时,负压装置的吸附力下降导致吸附不稳定的问题,设计了一种旋翼负压混合吸附工作的多边形履带清洗机器人,并对爬行稳定性及越障性能进行了动力学分析。首先根据机器人爬壁的运动原理,建立机器人沿玻璃幕墙上的动力学模型,计算出电机理论驱动力矩;其次分析机器人在跨越障碍过程中的运动模型,结合与壁面接触的实际受力状态,对越障过程中关键阶段的本体倾翻、滑移两种失效形式进行运动学和动力学分析;然后根据玻璃幕墙实际的障碍高度,确定多边形履带的参数和理论驱动力矩的大小,并研制了实验样机进行爬行和越障试验,结果表明所设计的机器人具有良好的越障性能。     

一种基于双相机焊缝跟踪的球形储罐爬壁机器人定位方法

针对具有很少甚至没有地标和缺乏良好照明条件的大型液化石油气球形储罐环境下,仅依靠里程计以及惯性测量单元的爬壁机器人定位精度较低,且存在较为明显的累积误差的问题,提出了一种新的解决方案,通过跟踪球形储罐表面焊缝相对于机器人的运动来改善机器人定位精度。首先,通过配备辅助光源,利用安装在机器人两侧的CCD相机进行图像采集,并实时对图像进行二值化处理,识别出焊缝特征区域并输出相应的检测信号,通过相邻时刻检测信号增量计算来估计机器人的相对位置;接着,提出了一种改进加权融合算法,用以实现各传感器之间的数据融合,该算法结合了自适应加权融合算法以及基于最小二乘原理的加权融合算法的优点,以对各加权因子重新分配权值的思想来对各个传感器数据进行最终融合,提高了测量精度以及动态适应性。最后,在实际环境以及虚拟环境下对该方法进行了实验评估,验证了该方法的有效性。实验结果表明,在没有良好照明条件及地标的球形储罐环境下,该方法可以保证爬壁机器人定位的准确性。     

基于ARM9的嵌入式Linux图像采集系统设计

构建了一个基于ARM9处理器S3C2410的图像数据采集系统,阐述了系统的硬件架构和基于ARM-Linux系统下的数字图像的采集软件系统,包括摄像头驱动、图像截取、存储和显示等.系统在实际中取得了良好的效果.     

基于ARM嵌入式语音识别系统研究

在分析语音识别原理的基础上,设计了一个基于ARM微控制器的语音识别子系统,用于嵌入式系统中的语音识别.该语音识别子系统由ARM处理器和UDA1341专用语音芯片为核心,配合其它功能电路,能够独立完成语音识别的工作.ARM芯片作为系统的控制芯片,上位机负责对语音信号的隐马尔可夫模型建立,从而使得嵌入式系统的语音识别更为方便简捷,并且该子系统具有一定的通用性和可剪裁性.结果表明,该系统设计合理可行,具有语音识别效果好、准确性高等优点.     

基于ARM的嵌入式数控系统中汉字显示模块的实现

基于ARM的嵌入式数控系统平台阐述了汉字显示模块的实现方法.介绍了ARM7处理器S3C11BOX的内置LCD控制器和SHARP公司的LM057QC1T01液晶显示模块以及两者之间的接口,重点对嵌入式数控系统中汉字库的建立以及汉字显示模块的驱动进行了说明.     

基于ROS的爬壁机器人控制系统设计

大型压力容器探伤作业中,存在效率低、危险性高、成本高等问题,为提高自动化和智能检测水平,研制出一款爬壁机器人进行探伤检测.该爬壁机器人基于机器人操作系统(ROS)进行系统软件开发,以开源硬件Beagle Bone Black为核心搭建硬件平台,采用永磁吸附式移动平台搭载探伤检测仪器方式,对工件进行无损探伤检测作业.现场...     

微小型壁面检测爬壁机器人移动平台研究

壁面移动机器人应用于建筑物表面质量检测,有利于提高工作效率,避免人身危险,故提出一种基于负压吸附原理的微小型壁面检测爬壁移动机器人,该机器人对不同的壁面具有一定的适应能力,而且吸附可靠,移动灵活。介绍机器人平台系统,对双轮单独驱动的移动机构进行运动学分析,还对应用于该机器人的负压吸附原理进行研究,从热力学角度提出负压吸附系统理论模型。此外,以腔内有效负压为设计指标,设计机器人专用离心叶轮,并对设计结果进行计算流体动力学验证。研制微小型壁面移动机器人的原理样机,通过试验测试,验证机器人样机的基本吸附效能及综合性能指标,实现机器人体积的小型化,使机器人的负载自重比接近4.0,证明叶轮设计方法、负压吸附系统以及移动机构设计等技术的正确性。     

气动多吸盘爬壁机器人

介绍了一种气动爬壁机器人的原型设计,该机器人新颖之处在于采用多个吸盘组成的吸附机构和气动柔性驱动机构,它可以在玻璃面上和平整的金属表面上蠕动爬行。主要阐述了爬壁机器人关键结构的设计、安全性分析、控制系统和运动实现。     

基于ARM嵌入式技术智能巡逻机器人

基于ARM嵌入式技术设计一种智能巡逻机器人,可对巡逻区域全面进行自动的、智能的有害气体监控、温度监控、火灾监控,该类机器人可用于存放易燃易爆品、有毒气体及其它一些比较危险的环境中,也可应用于工厂的自动化监控,实现无人智能巡逻,保证人员的安全;对其进行功能扩充,还可将其应用于不同环境的各种监控、巡逻中.     

基于ARM9的多功能数控系统硬件设计

针对再制造需求,提出了一种性价比较高的基于ARM9微处理器的多功能机床数控系统。硬件平台采用模块化设计,以三星S3C2440A微处理器为主控CPU,ATmega88为从CPU,实现零件加工的自动控制。主控CPU主要完成数控程序的输入、键盘输入、LCD显示、程序的解释和粗插补等主要功能;从CPU为辅助设备,主要完成精插补功能。系统包括外围扩展人机交互模块和通信模块,完成人机交互功能和数据的通信,显示部分可配8in彩色显示屏。该系统具有功耗低,成本低,可实现数控车、铣、车铣复合和钻等加工工艺的特点,并且结构简单,极大地方便了系统的维护和升级,在经济型数控机床领域具有广阔的应用前景。     

基于ARM的嵌入式数控系统开发研究

为了解决基于PC的开放式数控系统的不稳定、高成本、大体积等缺点.研究了基于删及PMAC运动控制卡的数控系统的硬件平台构建,设计了基于ARM-Linux操作系统的主控软件结构,研究了嵌入式数控系统软硬件功能模块的划分方案、给出了NC代码编译及PMAC在Linux下驱动实现方案.实践证明.将实时嵌入式Linux应用于开放式数控系统,可以满足数控机床的加工要求.     

一种新型电磁吸附式爬壁机器人的研制

针对永磁吸附式爬壁机器人机动性与吸附性相矛盾这一问题,提出了一种电磁铁轮流通断电机构,并基于该机构设计了一种履带式爬壁机器人.为了防止机器人出现滑移、倾覆和翻转失稳状况,对机器人进行了力学分析,利用COMSOL软件对电磁铁进行磁场仿真分析,完成了电磁铁的设计及机器人整机的制作.结果表明,机器人能够以任意姿态在不同角度壁...     

基于ARM处理器的嵌入式数控系统

提出了一种基于ARM嵌入式微处理器和大规模可编程逻辑器件FPGA 的数控系统硬件设计方案,充分利用了ARM微处理器的高速运算能力及FPGA 强大的逻辑处理能力,减少了系统的外围接口器件.利用μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统作为系统的软件开发平台,进行数控系统软件的开发,使数控系统具有优异的实时性、稳定性,满足高速、高精加工的要求,同时具有良好的人机界面与网络支持.     

基于ARM9内核的嵌入式检测系统设计

数据检测系统是集计算机、通信及电子技术、工业控制为一体的综合测控系统。为提高检测系统的实时响应性能和多任务处理能力。设计了基于嵌入式数据检测系统的硬件结构和软件设计。在硬件上采用ARM9微处理器技术,同时移植uC/OS-Ⅱ实时操作系统,使系统的可靠性和可扩展性得以提高。将嵌入式数据检测系统引入微生物发酵过程环境参量的检测中,实际使用证明,与传统的基于PCI卡数据采集系统相比,检测数据更可靠、现场施工更简单,提高了检测数据的实时性和准确性,实现了检测的自动化。