一种新型攀爬机器人的设计与性能分析

针对杆状建筑的换装和清洗等问题,根据冗余理论设计了一种新型攀爬机器人,采用了气缸夹持机构和凸轮机构作为攀爬机器人。研究了攀爬机器人在攀爬过程中的步态,并对夹持机构进行了D-H参数运动学正向求解,分析了夹持机构的运动位移方程。利用ADAMS对机器人攀爬过程进行仿真,分析了攀爬过程中的上下夹持机构位移、速度和夹紧力的变化情况。仿真结果表明,攀爬机器人可以按照预设步态平稳地完成运动,速度最大为9.5 mm/s,夹持机构的夹紧力有一定的波动,但对机器人的攀爬稳定性影响较小,该夹持机构爪部可偏转,对锥状柱体的抓取也有一定的适应能力。     

一种基于微分进化的采摘机器人运动反解方法

针对传统的采摘机器人运动反解求法的求解过程过于繁琐及自适应性等不足,提出了一种基于微分进化的采摘机器人运动反解求取方法。该方法首先利用采摘机器人运动正解方程构造出求解采摘机器人运动反解的目标函数,然后运用微分进化算法的泛化性和自适应性对该目标函数进行优化处理,从而求解出采摘机器人运动反解。同时,为了分析该方法的性能,还分别对传统的采摘机器人运动反解和基于微分进化的采摘机器人运动反解进行了对比试验,从而验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

温室顶棚清洗机器人的设计

针对温室顶棚清洗不便的现状,设计以STC89C52为控制核心的顶棚清洗机器人小车。该机器人小车由电机驱动模块、红外线避崖模块、超声波避障模块、图象处理模块组成,能够实现在有一定倾斜角度的温室顶棚行走,具有避崖和避障功能;能够通过颜色传感器TCS230经图像处理识别屋顶脏物后,利用地上的水泵将水引上顶棚,进行有针对性的清洗操作。温室顶棚清洗机器人将人从繁重、危险的高空清洗工作中解放出来,降低清洗成本,提高生产效率,具有相当大的经济效益、社会效益。     

吸附式农业机器人的清洗装置设计

文章提出了一种新型的多吸盘组合真空吸附式农业清洗机器人的硬件结构和驱动方式的设计方案。该机器人以常见的单吸盘轮为本体,在其上安装四条蠕动行动结构以及四个转轮清洗结构,其可以通过切换吸附模式实现在玻璃表面的移动,从而发挥清理功能。     

清洗机器人过流部件流动分析与优化设计

对清洗机器人原有过流系统进行了分析,针对其效率低、成本高等缺点,重新设计了叶轮和出水盒.采用SIMPLE算法及标准k-ε湍流模型,把清洗机器人过流系统作为一个整体,对不同优化方案下的流场进行了数值计算.在出水盒不同位置安置挡水块进行优化的方案下,讨论了功率消耗、湍动能和效率等参数的变化.试验结果表明,新设计的流线型叶轮与新出水盒配合使用后,过流系统内部流动稳定,效率高,明显地减少了清洗机器人的功率消耗,降低了电机的转速,降低了清洗机器人的生产成本,延长了清洗机器人的寿命.     

气动柔性关节仿生六足机器人步态规划与运动性能研究

采用自主研发的气动多向弯曲柔性关节设计了一种仿生六足机器人。该机器人外形类似蜘蛛,利用腿部柔性关节在气压下的形变进行驱动。针对机器人腿部运动的特点,采用三角步态法,规划了机器人的行进和转弯步态,进行了仿真和实验。依据关节形变机理,建立了机器人运动学模型,确定了本体和足部位置关系,分析了机器人的步距、转角和整体速度,并通过实验加以验证。利用3D运动捕捉系统进行了机器人运动学实验,获得了机器人足部工作空间,分析了在不同气压、步频和负载条件下机器人的运动性能。实验结果表明,按照规划步态,通过气压控制系统协调腿部运动,机器人可实现前进、平移和转弯等功能。该机器人最大运动速度为100 mm/s,可负载能力为0.5 kg。     

基于MATLAB Robotics Toolbox的ABB IRB1660机器人运动仿真研究

为验证ABB IRB1660机器人改装为空间点焊机器人后的运动性能,根据ABB IRB1660机器人空间结构图,使用D-H参数法对其进行参数设计,在MATLAB中建立仿真模型,调用Robotics Toolbox中的功能函数对该机器人的正、逆运动学进行仿真计算,验证了仿真模型的正确性。最后调用jtraj函数对该机器人进行PTP轨迹规划仿真分析,仿真结果表明:改装后机器人各关节运动性能良好,运动曲线平稳无振动。该研究为ABB IRB1660工业机器人改装试验提供了可靠的理论指导。     

基于大数据和WiFi的采摘机器人远程操作系统研究

首先介绍了大数据Hadoop技术的原理和架构,然后设计了采摘机器人运动模型和定位导航模型,并实现了采摘机器人定位导航算法,最后介绍了采摘机器人远程操作系统总体方案和硬件设计。试验结果表明:远程操控系统通过对采摘机器人的转向和移动控制,可以准确控制采摘机器人沿着果树中间道路移动,以顺利完成采摘作业,符合设计需求,对采摘机器人的远程控制具有一定的参考意义。     

基于RRT算法的自由飞行空间机器人避碰运动规划

自由飞行空间机器人在微重力环境下的非完整性运动学特性是其运动规划问题的特殊难点.为此,针对空间机器人的非完整特性,提出了一个基于快速随机扩展树(RRT)算法的避碰运动规划算法.经过实验表明,该算法可以有效地求解自由飞行空间机器人的避碰运动规划问题.     

玻璃幕墙清洗机器人清洗系统的设计

随着现代化建设的快速推进,高层建筑愈来愈多,针对高层建筑壁面的清洗业也不断发展。玻璃幕墙清洗机器人在改善工人作业环境、提高作业效率和降低清洗成本方面具有重要的现实意义和广阔的应用前景。文章主要针对清洗机器人的清洗系统进行设计,并进行三维建模,能够实现清洗工艺的高效性、清洗机械机构的可靠性和清洗液的回收循环再利用等效果。     

鱼池清刷机器人控制系统设计与试验

水产养殖中,鱼粪、残饵及微生物菌群等物质会附着在池底和池壁上,影响水质导致病害发生,需要定期予以清除。为了解决人工清洗的问题,笔者设计出一款智能化的鱼池清刷机器人。该鱼池清刷机器人主要采用STM32控制器、复合传感器等控制模块,根据内螺旋路径规划算法驱动机器人完成全覆盖清扫任务。样机试验表明,本机器人能够稳定行走,在不考虑刷盘材料的影响下,清刷覆盖率达到85%、重复率低于10%的清洗指标。     

一类6自由度Delta型机器人运动学分析

为满足工业机器人多角度操作需求,提出了一类具有3组耦合分支,且对称分布的6自由度Delta型机器人。首先,将每组耦合分支拆分为独立运动单元,并等效为串联运动链,基于旋量理论求出等效后的运动自由度;其次,利用闭环矢量回路法分别计算耦合分支中每条主动链的位置逆解,建立机器人的逆运动学模型;在此基础上,提出一种搜索算法,用于描绘满足边界条件的机器人运动空间,并与相同尺度参数的3自由度Delta机器人进行对比。结果表明,3自由度Delta机器人的运动空间是所提机器人工作空间的子集。最后,根据理论分析,完成了工程样机的搭建与运动实验,实验结果表明,该Deta型机器人具有6个自由度运动能力,且所提运动空间搜索算法具有较高的计算精度。     

基于SolidWorks的振动吸附式四足爬壁机器人设计

以爬壁机器人的运动过程为研究对象,对运动过程做了模拟仿真.首先对爬壁机器人进行分析,根据壁虎爬行的运动原理和吸附方式,对爬壁机器人进行总体方案设计,确定爬壁机器人的组成部分.该爬壁机器人主要有3个部分的结构设计:主体结构、腿部结构以及吸附结构;其次,通过SolidWorks软件对爬壁机器人各零部件具体结构进行三维建模,...     

基于足球比赛运动的避障系统开发设计

在农业生产中,由于农作物生长环境的复杂性及传统的机械作业,易对农作物造成损伤。针对该未知复杂环境中的采摘机器人自主避障设计,提出了基于足球比赛运动的采摘机器人进行了自主避障系统,实现采摘机器人自主导航。基于足球比赛运动策略的采摘机器人开发设计中,为实现采摘机器人自主进行路径优化以避开障碍物,以模糊逻辑算法作为避障决策控制算法,以多种传感器感知环境信息设计避障系统。试验结果表明:安装本文设计开发的避障系统的采摘机器人可进行路径优化,自主避障,验证了该避障系统的有效性。     

四自由度混联机器人运动学分析与仿真

根据串联机构和并联机构的特点,以两平移一转动并联机构为主体,设计了一种四自由度混联机器人,该机器人动平台自由度为三平移和一转动,同时,在并联机构动平台和虚拟固定平台间增加一辅助支链,该辅助支链具有独立的转动自由度。与具有同样运动特性的并联机构相比,该机器人的工作空间大,转动灵活。分析了该机器人的运动学特征,求出其位置正反解析解,利用运动影响系数对其速度和加速度进行了系统研究,并进行了动态仿真验证。     

农业机器人运动位移的精确控制

介绍了农业机器人行走的控制方法;提出了机器人姿势坐标的概念。将机器人的运动分为直线运动、姿势调整运动、圆弧运动。基于这3种运动,提出了一种机器人运动到目标点的路径规划算法,能够使机器人在无障碍时到达任意自身姿势坐标。同时,提出了一种使机器人在自主状态下,能返回的算法,使机器人具备原路返回的功能。     

农业机器人轨迹优化自动控制研究——基于BP神经网络与计算力矩

以农业机器人精密轨迹优化自动控制为目标,在优化算法中引入BP神经网络与计算力矩法结合的自动控制器,旨在减少作业过程中的运动误差,提高其工作效率。首先,建立农业机器人数学模型,分析其运动学和动力学原理;然后,设计了农业机器人运动控制系统,引入BP神经网络对不确定动力学因素进行判断,并提出解决该因素的自适应学习法;最后,对该系统运用Mat Lab进行了仿真。试验表明:以BP神经网络与计算力矩法结合的自动控制器可以有效优化机器人运动路径,提高机器人整体作业效率,系统运行稳定、可靠性强,且对外部环境的干扰因素具有较强的自适应学习能力。     

畜禽舍清洗机器人应用实践

概述了畜禽舍清洗机器人的应用实践，主要介绍了畜禽舍清洗机器人产品结构、主要技术参数、关键技术特点、工作环境、工作原理及应用优势。畜禽舍清洗机器人作为现代化畜禽舍养殖环境的消杀防疫主要工具，通过先进的控制系统、人机界面、互联网与用户即时通信，有效地改善了人类工作环境及畜禽生活环境，避免养殖场疫情的发生。实现精准防疫消毒作业,大量降低人力物力,为推动智能防疫消毒机具的发展提供有效借鉴。     

农业机器人切削过程仿真分析——基于计算机辅助设计

利用6自由度机器人切削加工平台,讨论了该机器人与计算机辅助设计工具的数据链结构,研究了其运动控制过程,并对设计结果进行有效优化。通过介绍切削加工控制系统整体结构,构建了机器人运动学模型,并根据计算机辅助设计工具,对机器人后续优化过程的坐标转换、各关节正逆运动学计算以及机器人运动控制程序生成过程进行了深入研究。同时,对系统进行了ADAMS软件仿真,并完成了3D样件的加工。试验结果表明:该系统可以自动生成机器人运动控制程序的加工指令,直接驱动机器人末端执行刀具的运动,实现零部件的加工生产,可行性高。     

基于Matlab和单片机的并联机器人控制系统

提出了一种并联机器人的驱动控制方案。利用Matlab将运动轨迹离散化并进行位姿反解,处理生成相应的机器人运动输入数据,并将数据发送至单片机执行,驱动步进电动机完成机器人的控制。该系统成本低,柔性较好,同时可以获得较高的运动精度。