基于Zigbee技术的多机器人无线控制系统的研究与设计

将无线通信技术与多机器人技术结合起来,在机器人硬件系统中引入ZigBee节点,多个机器人依赖ZigBee形成一个星型网络,每个机器人可以通过中心节点保持通信,建立一个基于无线传感ZigBee网络技术的多机器人无线控制系统,解决多机器人之间的协作通信问题及控制问题。     

无线通讯模块PTR2000在足球机器人系统中的应用

无线通讯系统是足球机器人闭环控制系统的一个重要组成部分,上位机与机器人小车的通信通过无线通讯模块来实现.在介绍了PTR2000的功能特点的基础上,给出了PTR2000的实际发射、接收硬件电路以及测试结果.     

消防侦察机器人通信控制系统的设计

从消防侦察机器人的功能要求出发,提出了消防侦察机器人通信控制系统的硬件组成,并对系统中部分软件设计和软件流程进行了探讨。该系统能够实现火灾识别、目标定位、现场视音频采集,以及各种信息交互等功能。     

基于双总线构架的巡线机器人分布式控制系统

提出一种基于双总线构架的巡线机器人分布式控制系统,该系统基于CAN总线和以太网总线的双层总线构架,CAN总线是一种实时低速通信总线,在机器人中主要负责底层控制节点的信息交互,如运动控制系统、传感器数据采集系统、电池管理系统等.以太网总线主要负责机器人系统图像采集设备、主处理器、地面控制基站、远程控制中心等设备的信息交互与共享.本系统无线通信技术采用统一的、开放的技术平台,使得该项技术与时代的发展保持同步.另外,采用这样一种总线构架,使得机器人系统扩展性强、可靠性高.     

四足仿生机器人的分层实时控制系统

针对山东大学机器人研究中心自主研发的液压驱动四足仿生机器人对控制系统的实时性和稳定性要求,设计实现了具有3层结构的分层式控制系统,包括环境感知层、控制执行层和远程控制层,给出了控制系统总体设计方案。利用基于Socket的网络通信技术及基于管道和线程的进程间通信技术,完成了系统中实时数据通信;采用命名管道技术实现了传感器驱动模块挂载,利用MySql数据库技术实现了系统运行过程中的数据备份。通过挂载激光扫描仪数据采集子进程和Trot步态控制任务实验表明,该分层式控制系统的通信实时性良好。     

面向大型零部件的焊接爬行机器人系统设计

通过对爬行焊接机器人相关技术背景的分析,设计出一种基于履带式永磁吸附的爬行焊接机器人。介绍系统的机械结构系统、磁吸附系统、控制系统和通信系统的设计,并开展了相关工艺试验。试验证明,该爬行焊接机器人具有很好的吸附和行走能力,且具有足够的焊枪运动调整空间,能够适应大多数焊接场合,特别适用于大型零部件的自动化焊接作业。     

类人机器人通信子系统的设计与实现

针对类人机器人足球比赛通信环境的高效性和实时性要求,提出了一套无线通信系统设计方案。该通信方案主要解决三个问题:通信平台、通信模块硬件设计和通信协议。其中,通信平台是实现信息交互的物理硬件,通信模块的硬件设计是无线传输模块的控制电路设计,通信协议是类人机器人系统中协作信息内容和格式的约定。本文建立了类人足球机器人通信子系统的通信平台,给出了基于该系统的硬件设计,并为多机器人系统提出了一套可行的对话协议。实验和比赛结果证明了该通信系统的可行性。     

计量终端上下表机器人控制系统动力学模型

为了发现计量自动化终端自动化检测流水线上下表机器人控制系统的不足之处,提出一种基于动力学模型的系统性能分析方法 .从上下表机器人控制系统的微观结构出发,基于系统动力学方程,首先建立了上下表机器人控制系统动力学模型,然后采用时域分析方法分析了该模型的零极点、单位阶跃响应和单位脉冲响应,最后给出了相应的仿真结果 .分析结果表明上下表机器人控制系统为一个稳定的闭环控制系统,其单位阶跃响应的超调量低,响应过程迅速.因此,利用系统动力学模型可以有效地对上下表机器人控制系统进行稳定性、动态性和其他各项性能分析.     

运载火箭液体推进剂机器人自动加泄技术初探

现有的运载火箭液体推进剂往往是易燃、易爆、易挥发或有腐蚀性的剧毒物质,采用机器人代替人在发射现场自动装拆加注管很有必要.针对加注管的装拆这一环境复杂、安全性要求极高的特殊任务,为充分发挥机器人和人的优势,充分利用当今先进的计算机网络技术,提出了采用有人监控的网络远程机器人控制系统来完成加注管的自动装拆.设计了以远程控制台、远程控制服务器、机器人底层控制、通信网络为基本组成的加注管自动装拆系统,系统的实现基于Java语言和TCP/IP网络协议等相关技术.     

基于视觉检测的机器人分拣系统设计

针对工业流水线分拣作业的需求设计了一套基于视觉检测的工业机器人分拣系统。系统采用工业相机获取工件图像和对应QR码标签信息,通过图像识别方法进行工件识别并计算工件中心坐标,将工件坐标统一至机器人坐标系并与机器人建立通信,控制机器人准确抓取并分拣工件。本系统主控计算机采用Lab VIEW编程实现图像采集、图像处理与坐标变换等任务,并通过安川公司提供的MOTOCOM32.dll与机器人控制器建立实时通信。该系统具有较高的运行速度和准确度,可应用于工业流水线自动化分拣作业领域。     

面向医院病房巡视的机器人图像采集与传输系统

针对医院病房巡视机器人对图像信息采集及传输的要求,设计并实现了一种基于无线局域网的图像采集及传输系统。为了降低机器人的计算负担,提出了一种嵌入式设备与工控机相结合的方法,嵌入式设备负责图像采集、压缩,工控机负责图像传输。采用JPEG图像压缩算法,有效地减少了网络带宽的使用。设计了一种基于UDP的网络通讯协议,使图像在无线局域网中快速、稳定的传输。利用多线程技术,改进并行传输图像的方式,提高了图像传输的实时性。实验结果表明:该系统工作稳定、实时性好,能够满足巡视机器人病房巡视过程中图像信息的采集和传输的任务要求。     

网络机器人遥操作系统H.264帧内编码改进算法

H．264／AVC标准算法是目前最适合低速率下进行图像压缩传输的算法之一,但是帧内图像压缩编码后数据量依然比较大,对于网络机器人遥操作系统应用来说依然影响系统的实时性．结合基于网络的机器人遥操作系统中机器人控制的特点,文中对H．264／AVC标准算法中帧内编码提出了一种改进算法,即对于机器人本体部分图像采用帧内预测编码,而对背景部分图像采取帧问运动补偿编码．利用图像投影原理和机器人运动学方程,能够快速实现机器人部分视频对象分割,从而满足帧内编码改进算法的要求。     

有挠性驱动单元的双足机器人研制与步行实验

为减缓机器人脚底冲击,设计、研制带有挠性驱动的10自由度仿人双足机器人,该机器人髋关节俯仰关节由FDU-II型挠性驱动单元驱动;搭建FDUBR-I型仿人双足机器人控制系统硬件和软件,组建上位机与两块运动控制卡的交换式以太网络用来实现上位机与运动控制卡的实时通信,该控制系统包括FDU-II型挠性驱动单元的张力反馈和关节全闭环控制子系统;进行FDUBR-I型仿人双足机器人稳定步行实验,验证FDU-II型挠性驱动单元对机器人髋关节的驱动能力以及基于黏弹性动力学模型反馈的关节全闭环和张力反馈控制器的控制效果,机器人在0.1 km/h的步速下实现双足稳定步行.     

ABB机器人应用协议的研究

介绍了ABB公司的机器人应用协议RAP,该协议提供了一个ABBS4系列机器人控制器的应用接口,利用协议中的服务可以和机器人通讯得到机器人的各项参数。详细阐述了基于远程过程调用RPC的RAP协议规范以及如何用XDR语言进行RAP协议的编写、编译。探讨了机器人通讯模块的设计方法,以及RAP协议的网络体系结构与服务。最后,对RAP的应用进行了展望,提出了机器人实时监控的构想。     

基于实时位置反馈的模块化机器人轨迹跟踪控制

为了提高机器人末端的位置控制精度,以Power Cube模块化机器人为研究对象,采用一种基于Optotrak3020运动测量系统的实时位置反馈控制方法,进行机器人复杂的轨迹跟踪控制研究.分析Power Cube模块机器人的系统结构,关节角度偏差测量,实时位置反馈控制方法的概念及控制结构,然后以模块机器人跟踪一平面圆弧轨迹为例进行三维仿真和实验,验证了该控制方法及实验系统的有效性和可靠性.     

基于协议的智能永磁同步电机控制从站研制

为简化多足机器人系统开发中的电机驱动环节,研制了一种带CAN总线的智能同步电机控制从站,该从站采用CANopen协议进行开发,通过CAN总线与主站连接,实现了电机控制的模块化封装。该模块采用XC164CS微控制器为核心,可对同步电机进行速度和位置控制,并实时反馈电机状态到CAN总线主站。结果表明:主从站之间数据通讯可靠,电机控制准确,实时性满足系统要求。     

基于nRF903的测温系统的研究与实现

主要介绍了LPC932与nRF903硬件接口和通信协议,为了降低系统的功耗,还可利用LPC932的实时时钟功能实现测温器的交替唤醒工作和睡眠的功能,在节电的同时也减少了对环境的电磁辐射。不仅适用于粮库测温系统,还可用于需要数据传输的其他测控领域,如小型数据网络、安防系统、遥控系统、玩具、机器人控制等方面。对无线通信芯片nRF903和单总线温度传感器DS18B20的性能和特点作了介绍。利用低功耗、高性能的单片机LPC932构成一个无线的粮库测温系统,具体介绍了系统的硬件构成和软件流程。     

关于足球机器人系统的工作模式及通讯机制的探讨

机器人足球比赛融合了实时视觉技术、机器人控制、无线电通讯、多机器人协作等多个领域的技术,是研究多Agent系统的标准实验平台,总结了机器人足球比赛中的关键技术,基于Agent思想,对足球机器人系统的两种主要的工作模式即基于视觉的集中控制模式和基于视觉的半自主控制模式进行了分析和比较,探讨了足球机器人的通信机制和推理过程,这些思想不仅适用于机器人足球比赛系统,而且对其它智能机器人系统同样具有指导意义。