一款基于ARM的多自由度人形教育机器人控制系统的设计

针对以往教育机器人自由度少、控制不灵活、教育功能弱的缺点,使用高集成度ARM芯片设计了一个简洁的17自由度人形机器人控制系统。规划了机器人的软硬件结构,设计了控制电路和驱动系统,采用1个定时器产生17路PWM驱动信号。重点以实例讲解了波形产生及驱动函数的编写方法和技巧。设计的机器人能够完成整套体操运动。这种方法在多自由度机器人操控和教学中具有广泛的借鉴意义。     

基于TMS320LF2407A的教育机器人硬件系统设计

本论文的主要目的就是设计一种基于DSP的模块化教育机器人硬件系统。该教育机器人是以智能小车为载体基于TMS320LF2407A微控制器的嵌入式控制平台及编程环境的一款开放式的机器人控制系统,以各传感器模块设计应用为核心,采用模块化设计思想进行设计,包括系统总体框架的设计、无线通信模块和系统电源、电机驱动硬件电路模块的设计。     

自闭儿童智能机器人产品设计研究

本文首先介绍了自闭儿童的游戏需求及国内现有智能教育机器人产品的现状,接着分析了陪伴型智能教育机器人的设计需求及主要功能,最后提出了一款陪伴型智能教育机器人的设计方案,结合手绘图、效果图、结构图、尺寸数据等对该产品的外观、内部结构、材质及加工工艺进行详细说明。为探索自闭症儿童人文关怀的途径提供参考,完善自闭症儿童玩具的设计方法,丰富儿童玩具产品的多样性,为消费者提供更多的选择。     

基于视觉信息的移动机器人控制系统设计

机器人的视觉相当于机器人的眼睛,机器人视觉系统是当下研究热点。本文主要研究基于视觉信息的机器人系统,通过对获得的图像信息的处理来实现对机器人的控制。详细讨论了摄像机标定、图像处理等方面的设计,实现了对机器人控制系统的设计。     

“机器人时代”通识教育课程建设实践与思考

“机器人时代”是面向全校各年级各专业的通识教育类课程。课程坚持从技术、社会学、伦理学等多元角度帮助学生把握机器人工程科技的未来发展走向。在不断的打磨与完善过程中,该门课程在教学目标设计、教学模式改革、课程思政元素融入等方面已经逐步探索出一条从多元视角开展通识教育课程建设的成功路径。     

基于WiFi的云机器人器件设计研究

在分析了机器人发展现状的基础上,结合通信技术的最新发展,本文设计了一种基于WiFi的云机器人系统,通过WiFi云机器人可以直接访问云中的计算资源、存储资源以及应用资源。机器人中的复杂控制程序移到云中,简化机器人的设计,提高了机器人的反应能力,降低成本,并可用于构建大规模机器人群组。本文给出了一个基于SAAS模式的云机器人系统结构,并基于此结构设计了一个面向云机器人的基于模糊神经网络的蚁群优化算法,该算法的运行通过SAAS模式向云机器人提供路径规划服务,提高了机器人的路径选择精确度与环境适应性。基于WiFi的云机器人更适合无人区及危险地区的作业、抢险等工作,也可以用于家庭监控、简单事务操作等。云架构的引入,大大简化了机器人的设计,也大大提高了机器人效能。     

一款新型比赛用灭火机器人的设计方法

文章主要介绍了一款基于"能力风暴杯"中国教育机器人大赛中灭火机器人比赛的新型机器人的设计与制作,该机器人具有合理的硬件配置与精密寻火路径算法,能在较短时间内准确搜寻到火焰并快速灭火然后返回出发点。     

机器人工程专业课程建设的思考与实践

我国自2015年开始机器人工程专业本科教育,目前开设机器人工程专业的高校已达301个,机器人工程专业教育呈现出快速发展的态势。与此同时,机器人工程专业在专业内涵、知识体系和课程体系建设上还存在一些矛盾和模糊之处,本文结合东北大学机器人工程专业建设、课程体系和机器人学课程建设等方面情况进行梳理,给出了机器人工程专业课程体系及机器人学课程建设的相关建议。     

基于emWin的仓储物流机器人的无线充电管理系统设计

针对仓储物流机器人因电池容量有限,需要频繁充电的问题,同时为了及时了解机器人电池的使用情况和方便机器人进行自主充电,设计了一种基于emWin的无线充电管理系统。通过emWin设计的人机交互界面,可以查看机器人充电情况、进行用户管理和参数设置等操作,从而对需要充电的机器人实现实时调度充电,有效防止了因机器人无法及时充电而停工的情况发生。测试证明,用emWin设计的管理系统能正确显示仓储物流机器人的充电信息并下发控制参数。     

我国西部高校机器人教育的探索

在工程教育"回归工程、服务社会"的背景下,本文针对机器人教育在工程类西部高校发展情况并结合作者相关经历,展开了对机器人教育的意义、特点以及教学方式等方面的探索。     

高空清洁机器人的设计与实现

在高层建筑中,外壁玻璃上会有许多的粉尘和其他污物,用我们设计的机器人来代替人进行高空作业.本文设计了一种基于MSP430f149的智能清洁机器人系统,介绍了擦窗机器人设计的意义、硬件结构设计及系统软件设计.机器人依靠车体的风机装置吸附在玻璃上,可以自动完成路径规划、探测窗户的边角距离、自动清洁窗户.另外也可选择手动控制模式,通过无线控制,自定义路径,重点清洁风尘、污物严重的地方.     

基于超声波传感器的自主移动机器人的探测系统

针对自主移动机器人沿墙导航过程,设计一种收发一体式超声波传感器与步进电机组成的探测系统.介绍此系统的结构和软硬件设计.实验总结超声波波束与目标物的入射角大小对测距稳定性的影响,提出搜寻离墙最近点的方法并应用于移动机器人自身位姿的矫正,且推广应用于移动机器人的环境探测.     

Rapid obstacle sensing using mobile robot sonar

This paper introduces rapid obstacle sensing using mobile robot sonar (ROSUM) a new method of applying simultaneous ultrasonic firing in environmental scanning. ROSUM focuses on treating undesirable crosstalk data with a heuristic pattern classification technique. In addition, least square curve fitting is applied to estimate bearing angles to the echoes’ reflecting points which partially eliminates the problem of sonar’s poor directionality. ROSUM enables full panorama scanning to be performed more rapidly then error eliminating rapid ultrasonic firing (EERUF), currently the most rapid method available. This makes ROSUM suitable for fast mobile robots navigating in dynamic environments since the system can detect obstacles which suddenly appear in the robot’s path, and which may not be detected by the low-frequency scans in time for the robot to safely avoid them. Criteria for sonar ring design enabling multi-wave superposition to attain a quasi-homogenous sonar beam intensity pattern are also outlined. ROSUM has been implemented and tested in a specular office-like environment using a mobile robot. As a result, obstacle detection was performed not only faster, but also more accurately in comparison to conventional methods.     

基于多传感器信息融合的避障循迹机器人设计

目前循迹机器人在多传感器信息融合、多行为冲突等问题的解决上尚存缺陷,不能准确识别U形等复杂障碍并智能选择最优避障路径。设计以QT89S52单片机作为轮式机器人的MCU,使用红外和超声波传感器采集周围环境信息,综合优先级裁决方法和模糊行为融合法处理多传感器信息,控制轮式机器人的运行状态,较好地处理循迹过程中存在的各种行为以及行为冲突,更准确地检测识别标志信息,以最优路径避开U形等复杂障碍并保证循迹的快速性和准确性。将所提出的方法应用在轮式机器人上,结果验证了其有效性。     

水下机器人水质参数检测与异常校验系统

设计了一种水下机器人上的水质参数检测与异常校验系统.水下机器人利用声纳导航模块和搭载式惯性导航模块对当前时刻的速度、方位和深度进行定位测量.传感器检测模块测量机器人当前所处位置的水质参数,通过RS232接口传送到机器人内置微处理器.异常校验模块获取微处理器发送的传感器数据信息,利用小波变换检测信号的极值点,以确认系统运行是否存在故障.通过对小波变换的高频噪声设置阈值消除噪声干扰,以达到异常校验结果的精确度.无线通信网络将校验结果和水质参数发送到岸基设备.岸基设备将当前位置的水质参数与水下机器人航迹经纬度相匹配,形成水质经纬度分布数据.岸基设备安装有我们自主开发的Density Map软件,可直观地显示检测区域的水质参数/浓度经纬度分布图.通过在现场与传统水质参数仪对比实验测试,验证了系统设计的可行性以及水质参数测量结果的合理性.     

智能机器人语音识别技术

给出了一种由说话者说出控制命令,机器人进行识别理解,并执行相应动作的实现技术。在此,提出了一种高准确率端点检测算法、高精度定点DSP动态指数定标算法,以解决定点DSP实现连续隐马尔科夫模型CHMM识别算法时所涉及的大量浮点小数运算问题,提高了定点DSP实现的实时性、精度,及其识别率。     

4-DOF多功能机器人运动控制算法的研究

随着机器人技术的不断发展,机器人在现在社会发展中发挥着越来越重要的作用。文中对实验室研发的多功能4-DOF机器人的运动控制相关问题进行研究。首先对4-DOF机器人的机构整体设计并PROE三维建模,然后通过基于D-H法建立机械臂坐标系,对4-DOF机器人进行运动学正逆解分析,在逆解计算中,提出了当两轴平行两轴耦合的计算方法,即将两轴关节角视为整体计算,再利用代数方法依次得出单个关节角。同时针对机械臂的连续轨迹运动给出轨迹规划的方法,为设计机械臂控制器的实现和机械臂的运动控制提供了依据。     

无轨导航机器人系统架构设计

本文重在介绍无轨导航机器人系统架构设计方法,呈现如何从整体需求分解到不同技术领域具体实现的一种设计思路。在系统设计上分为结构、硬件、软件三个部分,分别对每一部分进行详细介绍。本文以轮式无轨巡检机器人为例,从其需求分析、整体实现思路到整机结构、硬件及软件方案等方面进行了详细设计。文章主要目的是为相关领域的机器人设计人员提供一种机器人整机系统的通用设计思路及方法。     

Sensor-based design of a Delta parallel robot

This paper proposes a sensor-based design methodology in order to design a Delta robot with guaranteed accuracy performance for a dedicated sensor-based controller. This sensor-based design methodology takes into account the accuracy performance of the controller in the design process in order to find optimal geometric parameters of the robot. Three types of controllers are envisaged to be applied to the Delta robot, leading to three different optimal designs: leg-direction-based visual servoing, line-based visual servoing and image moment visual servoing. Based on these three controllers, positioning error models taking into account the error of observation coming from the camera are developed, and the controller singularities are analyzed. Then, design optimization problems are formulated in order to find the optimal geometric parameters and relevant parameters of the camera for the Delta robot for each type of controller. Prototypes of Delta robots have been manufactured based on the obtained optimum design parameters in order to test the performance of the pair {robot-controller}.     

An Optical Sensor for Real-Time Positioning, Tracking, and Teaching of Industrial Robots

A real-time optical sensor has been integrated into a robot end effector. The sensor consists of a four-element position sensing spot, detector and can control a robot motion in two dimensions (two translational axes or translational and rotational axes). Analogical detection and signal analysis ensure fast response of the sensing system. The detecting system has been connected to the ``Unimation-Puma 600' robot, through its manual teach box, thus different tasks such as real-time path tracking, spot positioning, and teaching can be achieved. The sensor is simple in design and consequently inexpensive.