计算机视觉系统在工业机器人上的应用

 工业机器人目前在工业生产中有着广泛的应用,在操作人员的引导下可以完成许多示教内容,但机器人缺乏对外界信息变化的足够感知能力,不能对已改变的工作环境做出相应的调整,进而影响加工的精度和质量,因此,给机器人添加一套视觉系统,使机器人能够对外部环境的变化做出相应的调整,提高机器人的灵活性和适应性,对机器人的广泛应用有着重要的意义。本试验通过介绍计算机视觉系统的工作原理和系统组成,研究开发了三自由度机器人,增加了一套视觉系统,实现了对物体的识别、跟踪以及一些其他的操作如：夹持、搬运等,并结合机器人控制卡,使得工业机器人能够很快地识别和跟踪目标物体,从而提高了工业机器人的适应性和灵活性。     

中央空调水系统的清洗方法研究

为提高换热效率、防止和减少水的腐蚀,中央空调的冷却水系统和冷冻水系统都应定期进行清洗,以除去金属表面上的沉积物和杀灭微生物。对于新建的中央空调,其冷却水和冷冻水系统中的设备在制造加工中和运输储存期间都会发生锈蚀,带入的切削油、防锈油严重影响中央空调水系统的运行,在安装过程中还会下碎屑、油类、泥砂和杂质。因此,对中央空调水系统的清洗方法的研究显得尤为重要。     

基于自适应神经模糊网络的果蔬抓取力控制

运用自适应神经模糊推理系统设计了农业机器人果蔬抓取力智能控制器。以当前抓取力和滑觉传感器信号的小波变换细节系数作为控制器的输入,末端执行器两指闭合距离作为控制器的输出。基于减法聚类建立模糊推理模型,通过调整聚类半径来优选模糊规则数。给出了训练样本数据集采集方法,并应用梯度下降与最小二乘混合训练算法辨识了控制器的前件参数和结论参数。对所设计的控制器进行了实验验证,结果表明该控制器能够适应果蔬质量、表面摩擦特性等方面的差异。抓取力超调量得到了限制,最大值小于0.8 N,可以避免给抓取对象造成机械损伤。     

基于PC104总线的直流伺服电动机控制

在PC104总线控制下，应用运动控制芯片LM629和电动机驱动芯片LMD18200实现了直流伺服电动机的控制。本文介绍了电动机控制系统的组成、电机控制板和系统控制软件。该控制系统具有体积小、功能强、反应速度快和控制简单等特点，可以应用在小型移动机器人的运动控制系统上。     

磁力轮式塑料大棚清洗装置的设计与试验

针对塑料大棚清洗困难的问题,设计了一种磁力轮式塑料大棚清洗装置。该装置主要由磁力轮式行走机构和毛刷清洗机构组成,其核心部件分别为磁力轮、行走电机、毛刷和清洗电机。工作时,由行走电机驱动磁力轮靠磁力吸附在大棚钢制骨架上行走,并由清洗电机驱动毛刷进行清洗工作。该装置适用于骨架间距1 m的拱形钢架塑料大棚,对大棚跨度和脊高无特殊要求。试验结果与分析表明,在纯自来水和洗涤液条件下,大棚透光率分别从清洗前最低的50.9%和49.0%提高至清洗后最高的88.4%和88.9%,最佳清洗流量分别为1.0和1.2 L/min;磁力轮行走机构最小驱动力69 N,满足行走要求;清洗装置平均工作效率6.6 m2/min;大棚倾角变化时,透光率整体平均提高46.7%,使用效果良好。该研究解决了塑料大棚清洗难题,延长了大棚使用寿命,增加了大棚维护安全性。     

含关节间隙的Delta机器人弹性动力学与振动特性分析

针对经济实用型并联机器人关节间隙对动平台位置精度与系统振动特性影响的问题,以Delta机器人为研究对象,利用数理统计原理对含关节间隙的Delta机器人支链进行了运动学分析,结合Lankarani-Nikravesh碰撞接触力模型与具有动态修正系数的Coulomb摩擦模型对关节间隙广义碰撞力进行了研究。利用空间有限元理论与拉格朗日方程,充分考虑主、从动臂的空间动力特性与运动协调关系,建立了Delta机器人弹性动力学模型,在定义杆件虚长度的基础上,将关节间隙产生的广义碰撞力结合到弹性动力学模型中,建立了含关节间隙的Delta机器人弹性动力学模型。借助FARO激光跟踪仪对间隙弹性动力学模型进行了验证分析,利用脉冲锤击法与Workbench软件仿真对Delta机器人的振动特性进行了研究分析。试验结果表明,考虑关节间隙时动平台中心点的运动轨迹较不考虑关节间隙时更靠近试验运行结果,验证了间隙弹性动力学模型的合理性与正确性,并且,系统前两阶非零固有频率的理论值与试验值的相对误差分别为3.544%和12.026%,两者相当接近。另外,由仿真结果可以发现3组从动臂是Delta机器人整机系统中最薄弱的环节。该研究可为经济实用型并联机器人的位置误差补偿与系统减振优化提供参考。     

伐后竹蔸清理技术研究

分析了现有竹林伐后竹蔸(桩根)清理技术的缺点,即人工挖掘劳动强度较大,劈裂腐烂法其林地更新速度较慢,化学腐蚀法的剩余化学试剂会对大气环境造成一定污染等,设计了一种质量轻、体积小、移动方便、功效高,且能在地形土质复杂的稠密竹林内移动作业的竹蔸清理设备.     

荷兰黄瓜收获机器人的研究开发

为了降低黄瓜人工收获费用，荷兰农业环境工程研究所已经成功开发出了移动式黄瓜收获机器人样机。重点研究了机器人视觉识别系统软件和机械手运动控制程序。移动式黄瓜收获机器人由4部分组成：行走车、机械手、视觉系统和末梢执行器。试验表明该机器人的行走车能够快速到达初步作业位置，视觉系统能够探测到黄瓜果实的精确位置及成熟度，末梢执行器可以抓取黄瓜果实并将果实从茎秆上分离。     

铁离子掺杂TiO2基自洁净玻璃的制备及性能

用溶胶—凝胶法制备了表面镀有Fe—TiO2光催化薄膜的自洁净玻璃，并利用DTA—TG，XRD，SEM等手段研究了Fe—TiO2光催化薄膜的结构与特征。利用紫外—可见光分光光度计测量了不同镀膜层数的玻璃的透光率。通过光催化降解有机磷农药敌敌畏的水溶液，研究了不同铁含量以及不同镀膜层数对自洁净玻璃光催化活性的影响。研究结果表明：光催化薄膜主要由粒径为几十纳米的Fe3O4和TiO2颗粒构成；铁离子掺杂可以提高自洁净玻璃的光催化活性，在同样镀膜层数(2层)的情况下，[Fe]/[TiO2](摩尔比)＝0．005时的光催化性能最好；当用同样浓度的铁离子掺杂时，镀膜层数为9的光催化活性最高。