轮式机器人

摘要： 采用单片机作为主控制器,设计具有循迹避障功能、可用红外操控和手机/电脑遥控的智能小车系统。规划了智能小车的总体设计方案、硬件电路设计、程序代码的编写以及软、硬件的综合测试,并通过上位机实现了对智能小车的远程控制、拍照及存储等功能。最后通过试验验证了设计的可行性。

摘要： 为实现煤矿井下物料标准化装载、智能化配送、自动化转运和无人化运输的连续型辅助运输工艺,解决当前煤矿无轨辅助运输存在的系统能耗高、尾气污染严重、自动化和信息化水平落后,难以满足标准化、智能化的现代物流要求等问题,提出了一种矿井轮式物料运输机器人的设计方案,其具备清洁动力、环境感知、定位导航和自动驾驶等功能,可作为煤矿智能辅助运输系统的运载平台。该方案采用模块化设计将运输机器人的行走、装载等基本功能划分为独立的单元模块,根据不同需求进行组合,完成多种作业任务,达到减少车型种类,增加部件通用性的目的,为实现矿井物料运输的标准化和无人化提供装备基础。①针对煤矿巷道的特殊工况和物料运输需求,提出了该型机器人的技术指标和总体架构,明确了各系统的层级关系和单元组成。②介绍了作为机器人主要功能载体的行走底盘的结构形式和技术特点,进行了动力系统的匹配设计,并通过建立底盘运动学模型和相应的微分方程,提出了预测机器人行驶状态的描述参数和控制变量。③介绍了机器人环境感知、无线通讯和自主定位等系统的设计方案:环境感知系统综合采用RGB-D深度相机和平面激光雷达等多种传感设备,实现机器人在巷道运行时的实时数据采集;无线通讯系统通过在巷道内部署低延迟的WiFi+LoRa+UWB防爆基站,实现机器人运行范围内无线通信网络的全覆盖;自主定位系统综合利用了无线通信定位功能和环境感知定位技术,以实现机器人运行时的精确定位与导航。

摘要： 面对当前使用的基于黎卡提微分方程、综合位姿误差控制优化仿真方法受到不确定性因素干扰,导致控制误差较大的问题,提出了基于滑模变结构的轮式机器人运动误差控制器设计;使用双框架陀螺仪,为控制器提供电力;采用FB900C/E角位变送器,将交流信号转换为角位移输出;使用TMS320F2812的DSP控制器,负责控制整个控制器的数据传输以及电平转换;充分考虑相变量输入的n阶线形数据,设计滑模变结构控制律,计算滑模变结构控制滑动面;在滑模变结构模态控制阶段,构建滑模变结构模态控制阶段的运动方程矩阵;对滑模切换面强制状态点运动,通过控制目标实现稳定控制;对DSP程序控制流程进行设计,将基于滑模变结构的误差控制结果传递到电位器上,并将运行数据发送到主机,由此完成轮式机器人运动误差控制;由实验结果可知,该控制器通过自适应调整参数后,滑模抖振得到明显消除,且最大控制误差为0.01 rad,具有精准控制效果。

摘要： 传统的机器人导航系统在复杂的地形环境中常常无法引导机器人躲避突然出现的障碍物,无法精准采集数据;为此提出一种改进RBPF算法的轮式机器人SLAM导航系统,对系统硬件和软件进行设计;改进RBPF算法是一种滤波算法,将激光雷达与里程计的信息作为提议分布,提高了导航精度;系统硬件主要由导航功能模块、底盘驱动模块、控制模块组成,利用RPLIDAR A1型激光雷达设计导航功能模块,并设计底盘驱动模块和控制模块;软件设计中,以改进RBPF算法为基础,设计了轮式机器人SLAM导航系统的实现程序,应用算法代入的方式加强了普通轮式机器人导航算法对粒子计算与卡尔曼滤波的敏感程度;实验结果表明,在有障碍物的室内场景中,与传统滤波算法以及基于软件库系统相比,改进RBPF算法规划的路径更短,导航错误点出现率降低了30%左右。

摘要： 在不同路面行走过程中,为了提高轮式机器人的响应速度,降低外部扰动对调速系统的影响,改善系统抖振,根据分数阶微积分原理,结合滑模控制与内模控制策略,提出一种分数阶滑模内模控制(Fractional Order Sliding Mode Internal Mode Control,FOSMIMC)新方法,应用于轮式机器人调速系统。通过MATLAB/Simulink与Carsim仿真软件建立四轮差速运动模型。实验结果表明,分数阶滑模内模调速方法不仅能够有效消除系统受干扰时产生的稳态误差和降低调节时间,而且可以削弱系统抖振现象,同时提升了系统的鲁棒性。

摘要： 随着农业现代化的快速发展,农业基础设施建设不断完善,精确农业的发展理念得以进一步实施。农业机械化发展不仅需要机械技术的不断进步,还需要对生产环境相关信息进行精确把控,从而提升农业生产的科学性。现阶段,我国农业生产对田间信息采集与应用的重视程度仍不足,导致农业生产仍处于粗放型阶段。针对这一问题,从现阶段田间信息采集技术出发,设计了一款功能全面的轮式田间信息采集机器人,实现了对生产环境、土壤状态、作物情况等众多信息的快速采集,并对其功能和控制方案进行了详细设计。该机器人设备的开发能够显著节省田间信息采集成本,且多种数据的同步采集与应用有利于农业生产管理工作的有效开展。

摘要： 在机器人路径规划实践中,运用快速扩展随机树法(RRT)法引进动力学约束,但是若行进路线上分布着很多障碍物,基于RRT算法下的路径检索效率将会明显下降,并且这种算法自身不具备最优性。鉴于以上状况,设计了一种混合式的路径规划策略,运用路径导引点拓展了RRT结构,基于所得结构探查到机器人可通行的区域范围,配合启发式搜索算法寻找到机器人运动轨迹。结合仿真实验所得结果,以上方法策略能快捷有效地处理复杂障碍物广泛分布工况下机器人运动路径规划相关问题。

摘要： 轮子是人类的一项伟大发明,轮式移动系统为人类的生产和生活带来了极大便利,机器人采用轮式移动系统是一个十分重要的发展方向。为克服普通轮子对复杂地形适应性不足的问题,研究者们在轮子与行驶表面的吸附方式、轮子自身的几何形态、行驶过程中的转向方式等方面进行了探索。在轮子将滑动摩擦转变为滚动摩擦这一移动机理的基础上,针对崎岖地形翻越、垂立壁面爬升、地面全向移动等场景要求,该文提出了三模式变形轮、磁吸附轮、变参数全向轮等3类新型轮子结构,及其相应的轮式移动结构;通过连杆机构实现了三模式变形轮在圆轮模式、爪模式、勾模式之间的切换和机器人的双向越障;通过磁吸附轮结构和被动三自由度悬架,使全部轮子始终贴合壁面,实现了机器人的壁面行驶;通过空间机构调节辊子安装角参数,使轮子摩擦力方向受控,保障了机器人的全向行驶;通过样机搭建和实验研究,验证了该文所提创新设计的可行性。

摘要： 近年来,机器人技术取得了长足的进步,尤其是四足机器人。四足机器人是一种模仿四足动物运动的仿生机器人,其结构包括躯干以及位于躯干前后的四条腿部,每条腿部结构相同,均包括大腿、小腿和足部。相较于轮式、履带式移动机器人,四足机器人具有显著的灵活性以及较强的地形适应能力,能够在绝大部分地面上行走,越障能力出色,这些特点使得四足机器人在存在不确定性因素的环境中具有轮式机器人无法比拟的绝对的优势。四足机器人的腿部结构结构简单,稳定性和灵活性好,具有一定的承载能力,能够在一定程度上协助或取代人类的部分工作,在抢险救灾、探险勘探、娱乐以及军事等领域有着广泛的应用前景,因此,四足机器人近年来日益成为国内外机器人领域研究的热点。

摘要： 当前自动驾驶的主流技术路线要求根据路况数据,生成对应不同环境的驾驶模式。理论上,这一自动驾驶模式必须输入无穷多的数据,形成无穷多的驾驶模式供计算机选择。人之所以接受培训后获得驾照,是因为我们预设驾驶员具有不断学习的能力,能越开越好。未来自动驾驶汽车应该是能自主学习的轮式机器人,无需驾驶员的辅助,能像人一样学习,否则就不能叫自动驾驶。

摘要： 本项目的研究是围绕农业轮式移动机器人的广义动力学高效率建模、实时仿真、智能控制等工作展开.在前期研究中,基于空间算子代数理论建立了链式刚柔性多体系统广义动力学高效率建模算法.在此基础上本项目进一步扩展到带有非完整约束的轮式农业机器人应用中,主要任务包括:使用序贯滤波和光滑化最优估计理论方法对带有非完整约束轮式移动机器人系统的广义质量矩阵进行分解与求逆,探讨欠驱动轮式机器人广义动力学O(n)阶效率的建模规律;基于线性多步积分算法进行快速精确的积分算法处理大型的动力学微分-代数方程达到实时动力学仿真;采用神经网络分层滑模变结构智能控制算法,实现机器人本体的轨迹运动以及机械臂的规划控制;最后编制与开发用于农业轮式移动机器人系统可视化通用分析管理平台.该项目的是为工程设计人员提供动力学分析与综合、机械优化和设计、精确控制的良好软件,可推广领域包括微机电领域.

摘要： 以轮式机器人上的永磁无刷直流电机的研究为研究对象.在此基础上,为了实现精确控制机器人速度和转向功能,建立了永磁无刷直流电机的数学模型,传统PID控制过于依赖控制对象的模型参数,鲁棒性差,实际生产现场条件下难以达到最优状态.针对这一问题,滑模变结构控制是对非线性不确定系统的一种有效的综合方法,通过对切换函数符号判别,不断地切换控制量来改变系统结构,使状态变量运动到事先设计好的空间切换面上.变结构控制对系统的参数摄动和内外干扰鲁棒性非常强,且结构简单.在响应快速考虑负载转矩的情况下,运用滑膜变结构控制,对轮式机器人电机控制系统进行设计,完成流程图的编译.最后用MATLAB软件的SIMULINK模块进行模块的搭建并进行仿真实验,得到实验结果,验证控制系统的准确性.

摘要： 建立栅格化的环境模型,将一定范围内的障碍物信息进行二值化,映射到环境模型.在栅格环境下,根据轮式机器人半径R和安全距离D,对障碍物进行膨胀.在膨胀栅格图的基础上,通过改进的A*算法进行路径规划.实验结果表明,路径规划方法的有效性和可行性.

摘要： 本文基于虚拟样机技术，在动力学仿真软件ADAMS中建立轮式机器人整体模型（包括各种地面约束和轮胎模型）。根据真实路面的采集数据，在ADAMS/View中采用径向基函数插值法模拟实际路面。从移动机器人运动学模型出发，根据链式系统理论设计出轮式机器人轨线跟踪控制器，借助MATLAB/Simulink强大的编程功能，构建ADAMS和MATLAB联合仿真平台，验证在不同路面环境下的轨线跟踪控制器的性能并进行相应参数测量。联合仿真试验结果表明，所设计的控制器能很好的完成在复杂路面环境下的轨线跟踪控制。

摘要： 本文基于虚拟现实技术，在动力学仿真软件ADAMS中建立轮或机器人整体模型。根据真实路面的采集数据，在ADAMS/View中采用径向基函数插值法模拟实际路面。从移动机器人运动学模型出发，根据链式系统理论设计出轮式机器人轨线跟踪控制器，借助MATLAB／Simulizlk强大的编程功能，构建ADAMS和MATLAB联合仿真平台，验证在不同路面环境下的轨线跟踪控制器的性能并进行相应参数测量。联合仿真试验结果表明，所设计的控制器能很好的完成在复杂路面环境下的轨线跟踪控制。

摘要： 介绍了一类建筑领域等非结构环境下使用的由6个转动关节和4个直动关节组成的轮式机器人,其特殊的结构加上重心控制,能使机器人在不平整地面上行走而不倾倒.绘制了机器人重心控制原理,推导出使机器人不倾倒的重心控制运动方程,给出了实验用的部分软硬件原理框图,并通过实验验证了方案的可行性.

摘要： 针对数学模型复杂的轮式机器人的纵、横向统一控制问题,使用基于遗传算法的模糊神经网络控制方法进行控制.首先构造模糊神经网络控制器,然后用分别编码、先分再合的分步优化遗传算法寻找模糊神经网络的参数.仿真结果表明,该方法能适应不同参数的变化,可对机器人进行有效的控制.

摘要： 本文根据机器人擂台竞赛规则,给出了一种轮式机器人的硬件结构设计方案和软件设计流程.所用机器人的处理器为68HC11单片机,主要利用红外传感器、光敏传感器对环境进行检测,驱动电机,使机器人在场地中按照预定的方案进行擂台。

摘要： 本发明公开了一种轮式防爆型巡检机器人及轮式防爆型巡检机器人系统。所述轮式防爆型巡检机器人包括：底盘；防爆型驱动机构，其与车轮相连并安装于所述底盘下方，包括防爆壳体组件，并由防爆壳体组件所形成的防爆面包围，用于驱动所述车轮转动；防爆型机器人本体，其安装于所述底盘上方，包括防爆箱和防爆箱盖，所述防爆箱内部设置有控制组件和电池组件，所述控制组件用于按照规划的巡检路径控制所述防爆型驱动机构工作，所述电池组件用于向轮式防爆型巡检机器人供电。所述轮式防爆型巡检机器人系统包括远程控制终端以及与之通信的至少一个所述轮式防爆型巡检机器人。本发明可以适用于易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等石油化工现场的巡检和监控工作。

摘要： 本发明提供了一种多足轮式机器人的摆足及多足轮式机器人，它解决了机器人路面适应性差等问题，其设置在机器人机身底部的中段，包括摆动伸缩足，摆动伸缩足下端设有行走轮，摆动伸缩足和机器人机身之间设有能带动摆动伸缩足沿机器人机身纵向前后摆动的摆动驱动结构。本发明具有路面适应性好、移动稳定等优点。

摘要： 本发明提供了轮式机器人驱动电机的控制方法、装置及轮式机器人，包括：确定轮式机器人的驱动电机的当前转速和当前电流；将当前电流转换至两相旋转坐标系中；根据当前转速与预设转速的差值调整径向电流分量，根据当前输出力矩、以及预存的力矩‑目标垂向电流值对应关系调整垂向电流分量；在当前转速与预设转速的差值的绝对值小于第一预设值且当前垂向电流分量与目标垂向电流值的差值的绝对值小于第二预设值时，确定调整后的目标电流；根据预设转速、当前转速和调整后的目标电流确定电机的占空比。通过调整径向电流分量来提高电机的输出功率，并通过调整垂向电流分量来提高电机的输出效率，既提高了电机的输出功率，又提高了电机的输出效率。

摘要： 本申请公开了一种控制方法、轮式机器人的辅助系统、轮式机器人、智能电梯及计算机可读存储介质，该方法包括：向智能电梯发送搭乘指令，并前往智能电梯在出发楼层的指定搭乘点；检测智能电梯的轿厢是否处于预设的通行状态，其中，通行状态为：轿厢处于指定楼层，且轿厢的轿门已打开，且轿厢从轿厢门口至楼层地面处搭建有搭板；当轮式机器人处于指定搭乘点，且确定轿厢处于通行状态时，通过搭板进入轿厢；当轮式机器人处于轿厢内，且确定轿厢处于通行状态时，通过搭板离开轿厢。该方法在轮式机器人进出轿厢前，先对轿厢的状态进行检测，在确认轿厢处于通行状态后再进出轿厢，能够减少轮式机器人通行过程中的震荡，提高轮式机器人货物运输的可靠性。

摘要： 本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种轮式机器人的力控制方法、装置及轮式机器人。本发明所述轮式机器人的力控制装置，包括期望转速生成部，其用于根据车身的期望速度生成车轮的期望转速；期望牵引力生成部，其用于生成车轮的期望牵引力；期望车轮力矩生成部，其用于根据期望转速和期望牵引力生成车轮的期望力矩；转速误差生成部，其用于根据实时转速和期望转速生成转速误差；牵引力误差生成部，其用于根据实时牵引力和期望牵引力生成牵引力误差；控制律生成部，其用于根据牵引力误差、转速误差和期望力矩生成车轮力速混合控制律，车轮力速混合控制律用于车轮的力跟踪控制或者速度跟踪控制。

摘要： 本发明提供了一种多足轮式机器人的摆足及多足轮式机器人，它解决了机器人路面适应性差等问题，其设置在机器人机身底部的中段，包括摆动伸缩足，摆动伸缩足下端设有行走轮，摆动伸缩足和机器人机身之间设有能带动摆动伸缩足沿机器人机身纵向前后摆动的摆动驱动结构。本发明具有路面适应性好、移动稳定等优点。

摘要： 本实用新型提供了一种多足轮式机器人的长行程伸缩轮式足及多足轮式机器人，它解决了多足机器人足部长度调节范围较小等问题，其设置在机器人机身上，包括伸缩足和连接于伸缩足下端的行走轮，伸缩足包括若干依次相连设置的伸缩体，行走轮设置在下端位于最下方的伸缩体上，其中一个伸缩体与机器人机身相连且该伸缩体与机器人机身之间设有驱动该伸缩体沿伸缩足长度方向移动的第一伸缩驱动结构，在相邻的两个伸缩体之间分别设有驱动相邻的两个伸缩体沿伸缩足长度方向相对移动的第二伸缩驱动结构。本实用新型具有足部伸缩行程范围大、长度调节迅速等优点。

摘要： 本实用新型涉及格斗机器人技术领域，更具体而言，涉及一种轮式机器人悬挂避震结构及轮式机器人，包括行走轮、驱动装置、顶部碳纤维板、底部碳纤维板、柔性上顶盖和柔性下底板，柔性上顶盖和柔性下底板分别设置在驱动装置的上下两端，顶部碳纤维板设置在柔性上顶盖靠近驱动装置的一侧，底部碳纤维板设置在柔性下底板靠近驱动装置的一侧，驱动装置和行走轮均设置有两个，分别设置在柔性下底板的左右两侧，驱动装置的驱动轴与行走轮连接。本实用新型通过柔性板与驱动装置连接，避免比赛过程中因驱动装置受到刚性冲击而失效，通过碳纤维板作为避震结构的框架，增强了结构刚度，在不平整场地中也可以持续有抓地力，提高了减速机的稳定性。

摘要： 本实用新型提供了一种多足轮式机器人的摆足及多足轮式机器人，它解决了机器人路面适应性差等问题，其设置在机器人机身底部的中段，包括摆动伸缩足，摆动伸缩足下端设有行走轮，摆动伸缩足和机器人机身之间设有能带动摆动伸缩足沿机器人机身纵向前后摆动的摆动驱动结构。本实用新型具有路面适应性好、移动稳定等优点。

摘要： 本实用新型公开轮式机器人驱动轮悬挂结构，包括结构安装板、限位柱、压缩弹性件、转轴组件和驱动安装板，结构安装板和驱动安装板上下分布，结构安装板和驱动安装板通过转轴组件转动连接，限位柱与结构安装板固定连接，限位柱和转轴组件在结构安装板上前后分布，限位柱的下端在驱动安装板向上转动的路径上，压缩弹性件的两端分别与结构安装板的下侧面和驱动安装板的上侧面转动连接，本实用新型还公开了采用上述轮式机器人驱动轮悬挂结构的驱动轮结构及轮式机器人。本实用新型提供的轮式机器人驱动轮悬挂结构、驱动轮结构及轮式机器人，可保证每个轮子无论在斜坡或是凹坑内，均能同时着地，各轮均能提供驱动力，保证轮式机器人的运行精度。