基于SingalR和Web的采摘机器人远程编队控制研究

多移动机器人协调是当前机器人技术的一个重要发展方向,但是在农业上的应用并不多。为了提高采摘机器人的智能化程度及作业效率,实现多机器人的协同实时控制,提出了一种基于Web的多机器人远程编队控制系统。针对当前Web实时应用程序技术的不足,构建了一种基于SingalR的Web实时应用程序框架,该框架可以实现逻辑和动态的执行任务,并将实时更新的数据定时地发送到所有连接的客户端。结合多智能体网络对采摘机器人的编队控制进行了研究,根据具体的多机器人系统,进行了实验测试,得到了多机器人编队控制的规划路径,计算了多机器人控制的残差精度,最后对多采摘机器人的工作效率进行了测试,验证了基于SingalR的Web实时应用程序框架在多采摘机器人编队控制中使用的可行性。     

基于VR场景设计的采摘机器人协同作业分析

以进一步提高采摘机器人协同作业的可视性与效率为目标,将VR设计理念与采摘机器结合,针对VR场景下采摘机器人协同作业展开研究。通过考虑环境信息、植物成像、动态交互功能等基础条件,以采摘机器人各部件作业运动机理为依据,搭建采摘机器人VR场景,将采摘系统划分为多个子系统进行采摘作业的动作实现与路径调整,在数据、模型、知识等多部件协同控制支撑下进行VR场景采摘作业试验。结果表明:经系统协同感知与核心算法控制,采摘机器人各部件在自由度协调、对象及位置闭环调控条件下,得到理论计算定位与实际仿真误差控制在0～8mm范围内,机器人协同采摘的作业耗时最短为1.89s,平均耗时为2.06s,采摘成功率可达到96.8%,设计可行。VR场景设计下的采摘机器人整体协同作业分析保证了采摘机器人作业的柔韧度与协调性,对于采摘机器人部件结构改善及类似农机化设备的可视化开发具有很好的参考价值。     

数控技术在弧焊机器人系统中的应用

现代弧焊机器人和变位机的协调运动是保证高效、优质生产的前提。弧焊机器人和变位机协调运动研究了焊接时机器人和变位机之间的协调运动关系的特点;对于变位机的设计规程和现代数控技术在变位机的研发中的应用做出了探讨,为孤焊机器人——变位机系统的耦合与解耦分析研究打下了良好的基础。     

四自由度机械臂运动仿真研究

六足机器人作为人工智能研究领域中的热点方向,尽管目前已经取得了非常瞩目的科研成果,但是大多数六足机器人还是只能在平坦路面上行走,对非结构化地形的适应性不强,国内研究机构越来越聚焦多足机器人在非结构化地形中行走性能的相关研究。多足机器人实质上是多个机械臂构成的并联机构,基于模块化研究的思想,先以机器人单腿切入研究。笔者以四自由度机械臂为研究对象,对机械臂进行建模,并求出其正逆解,在此基础上进行轨迹规划和ADAMS联合仿真。仿真结果表明:机器人在运动过程中所受到的足端力过大,关节转角符合预期,初步建立了机械臂和外界环境的交互模型,为下一步的自适应力控制仿真奠定基础,最终实现六足机器人整机的协调运动。     

基于“互联网+”的工业机器人群体系管理与协作机制研究

在以工业机器人为核心的智能制造中,由原来单一的工业机器人应用转变为多工业机器人大规模集群协同作业的应用趋势不断发展。任务和环境的复杂性,使得智能制造需要多个工业机器人协同组合作业完成生产,从而完成更复杂的工作任务,极大地提高工作效率。文章以多工业机器人协同作业和管理为研究对象,以"互联网+"为技术基础,构建MES管理体系和协作机制,探索一种具有柔性适应动态多变问题的工业机器人机群管理体系和协作MES生产监控系统,是当前多工业机器人系统研究的一个发展方向。     

基于RobotStudio的码垛机器人控制系统设计

【目的】通过对码垛机器人的控制系统进行优化设计,提高码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性,使码垛系统协调、合理地流畅运行。【方法】课题组选取智能制造系统中执行单元码垛机器人的控制系统为研究对象,依据智能制造体系中码垛机器人的作业任务,设计了码垛系统的布局和控制流程,采用RobotStudio软件中的Smart组件设计了系统的I/O信号控制逻辑、传送带控制逻辑以及吸盘工具的控制逻辑,并对码垛系统进行搭建与仿真,通过码垛系统仿真运行可得机器人末端执行器的运动轨迹和轨迹点坐标值,验证码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性。【结果】该控制系统能够较好实现左右码垛任务,具有稳定性、安全性和高效性。【结论】将优化后的码垛机器人控制系统应用于智能制造生产体系中,可实现高品质和高效率的智慧生产,系统应用前景广阔。     

一种智能采摘机器人的电控系统设计研究

为进一步提升我国农业采摘的作业效率及实现采摘装备的深度智能化,针对通用型采摘机器人的电控系统展开研究。以采摘机器人的作业原理及核心部件组成为设计基础,搭建电控系统输入参数与机构组件执行之间的数学模型,进行电控系统的软件功能优化与硬件配置实现。同时,展开基于电控系统设计优化的采摘机器人整机作业试验,结果表明：采摘机器人的系统动作响应迅速,系统响应率与采摘成功率分别可达98.53%及96.40%,结构协调度良好,实现了综合采摘效率相对提升5.69%的设计目标,且各采摘机构及装置运行稳定,具有较强的实践与推广价值。     

面向立柱栽培的移栽机器人设计与协调运动仿真

针对新型螺旋栽培立柱结构进行了配套移栽机器人系统的设计。通过几何与静力学分析,确定了插针式末端执行器的驱动电磁铁选型与机构参数。通过立柱的穴盘苗机器人移栽协调运动仿真,确定了机械手结构参数与系统优化布局,得到了多执行元件协调运动时序关系并建立了移栽协调运动流程。样机试验结果表明,机械手平均水平与竖直定位误差分别为2.24 m和0.63 m,移栽成功率为94.7%。立柱1.2 m高度范围的移栽作业效率为750株/h,末端执行器取苗时间仅为0.2 s,能够满足立柱自动化移栽作业的要求。     

基于CMOS图像传感器的采摘机器人嵌入式视觉系统

为了提高采摘机器人的自动化程度,实现自主导航和自主采摘作业能力,将基于CMOS图像传感器的嵌入式视觉系统引入到了采摘机器人的设计过程中,有效降低了机器人的设计复杂程度,提高了机器人的设计效率。采用DSP主控芯片构建了嵌入式图像处理系统,可以处理CMOS相机实时采集的图像,并采用模块化设计,构建了包括通讯单元、存储单元及视频输入输出接口的硬件系统,使各模块之间协调工作。为了验证方案的可行性,对一款果实采摘机器人进行了改装,安装了嵌入式视觉系统,并对其性能进行了测试。测试结果表明:采用基于CMOS图像传感器嵌入式视觉系统后,采摘机器人的定位准确率和采摘准率率都较高,满足了自动化采摘作业需求。     

温室桁架自动焊接系统的研究与应用

为改善焊接作业环境差、人工焊接劳动强度大、生产效率低、生产质量不稳定等问题,针对焊接机器人作业进行研究。以温室桁架为研究对象,对焊接机器人的焊接方法与效率进行分析,设计一套以机器人搭载焊接系统为中心、多设备协同工作的温室桁架自动焊接系统。通过应用研究表明,该自动焊接系统能够改善生产环境,降低劳动强度,提高温室桁架焊接质量,比人工焊接工作效率提高60%。     

基于足球比赛运动的采摘机器人自主避障设计

随着科技水平的提高,农业生产向实现智能化发展,农业采摘机器人中的自主避障控制系统成为重点。在农业生产环境复杂且未知的条件下,采摘机器人的控制需要具有较高的智能化水平。为此,基于足球比赛运动的控制规则,设计了采摘机器人自主避障控制系统;阐述了基于足球比赛运动的移动机器人自主避障设计实现技术、控制技术及模糊逻辑控制方法,使机器人的移动通过模糊逻辑控制和基于优先度的避障策略来实现。仿真试验结果表明:该采摘机器人自主避障设计有效性和实时性较高,在农业生产的复杂环境中,可较好地自主避障并进行路径优化。     

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。     

基于机器视觉的工业机器人智能分拣系统设计研究

随着我国工业发展脚步的不断加快,机器人在工业智能化中发挥的作用日益突出,将其应用到机械零件分拣工作中,可以利用机器人的智能化特点,代替传统模式下的人工操作.基于此,本文主要从机器视觉技术出发,探讨基于机器视觉的工业机器人智能分拣系统设计,以此来为日后工业生产效率及质量的提升提供参考.     

基于领航—跟随法的编队机器人的研究

随着时代的进步,以机器人为代表的人工智能产业正在逐步发展。多机器人的协同控制已经成为当今机器人技术研发的热点方向。文章对目前的多机器人编队进行总结归纳,并且提出通过计算机视觉实现多机器人编队控制的优化,将计算机视觉融入机器人的协同控制,此研究在机器人灵活作业方面具有一定的参考价值。     

日本设施农业采收机器人研究应用进展及对中国的启示

设施农业智能装备是设施农业稳定、高品质、高效生产的必要保障。日本智能采收装备已有近四十年的研发经验,其发展具有一定启发和借鉴意义。本文综述了日本设施农业采收机器人的研究应用进展,分析了基于农机农艺结合的茄科（番茄、茄子、青椒）、葫芦科（黄瓜、瓜类水果）、芦笋和草莓等10种设施农业采收机器人的采收技术,其中详细对比了番茄、草莓等几种蔬菜历代采收机器人的设计理念及其优点与不足。分析了设施农业采收机器人面临的科学问题及解决方案,总结了未来发展趋势及对中国的启发。本文可为加速推进中国设施农业采收机器人的智慧化、智能化和产业化发展提供借鉴参考。     

基于篮球运动的避障系统开发设计

随着科技水平的提高,机器人的应用范围不断增加,其工作环境复杂多变,设计出一套应变能力强的避障系统必不可少。为此,阐述了基于篮球运动的避障系统设计,引用篮球运动中的个人防守技巧和立体型进攻防守技巧,研究篮球运动中进攻时的防守躲避意识,以动态窗法建立工作控制,并对工作环境信息实时采集分析,反应到控制系统,及时躲避障碍。农业机器人的行进方向采用模糊逻辑控制方法,避障系统设计则以VFH避障算法实现自主避障。避障系统设计中需要考虑动态障碍的运动学,才可及时自主避开。仿真试验结果证明了该避障系统的有效性和实时性。     

农林业采收机器人发展现状

机器人采收是农林业现代化的关键技术之一。文中基于采收机器人采收对象进行分类,主要类型有苹果采收机器人、草莓采收机器人、番茄采收机器人、黄瓜采收机器人和林业采收机器人等,根据采收机器人类型对国内外农林业采收机器人的研究进行了分析,讨论了采收机器人发展过程中涉及的导航避障、视觉系统和末端执行器这些关键技术,通过分析现有采收机器人的优缺点,提出了目前研究中在末端执行器、图像识别技术、导航定位技术、柔性结构和机器人本体设计方面的问题,展望了未来农林业采收机器人的发展方向。      

智能移动设备的数控系统研究

将智能移动设备引入到车间数字化制造环境.研究了一种能够支持协同制造和系统集成的数控系统.建立了数控系统模型,定义了功能模块,按其运行模式建立了原型系统,解决了数控系统的人机接口、程序编译、程序处理、参数设置和修改等关键问题.这种具有移动获取信息功能的数控系统,能够实现车间系统集成,具有良好的开放性,支持系统跨平台无缝集成,支持人机协同制造,支持基于互联网的协同制造和全球制造.     

机器人在农业中的应用

农业机器人是21世纪农业机械的发展趋势之一.为此,综述了发达国家及我国各种农业机器人研究及应用现状,介绍了几种典型的农业机器人的研究成果及其各自特点,指出了制约农业机器人研究应用的瓶颈问题.同时,提出了开放式结构的控制系统,并展望了未来农业机器人发展的趋势.