应用于水陆两栖勘测及紧急救援的仿生机械龟

针对现有水下航行器能耗高、噪声大、续航能力一般等问题,通过探索水下仿生扑翼的推进机理,结合流体力学运动的知识,利用SolidWorks仿造龟的外形设计了仿生机械龟。该机械龟装载浮力与重力感应系统,通过PID算法控制机器在水中的平衡,使用Arduino作为主控制板,利用传感器、摄像系统与数据传输系统,进行实时监测并传输数据,龟壳中设计了贮藏空间,满足勘测和物资救援任务。实验结果表明,所设计的水陆两栖仿生机械龟优化了形态和运行控制系统,对比美国耶鲁大学研制出的仿乌龟形水陆两栖机器人ART,能够适应多样化地形高效的运动,具有高灵活性和机动性,能完成对水中温度、压强、地形进行实时监测并将数据传输回终端。

基于树莓派和OpenCV视觉技术的自动捡网球机器人

网球场地的网球收集依靠人力处理,耗时长、效率不高。针对此问题,设计了一种基于OpenCV视觉技术的自动捡网球机器人。该机器人配置树莓派4B主控板、STM32C8T6单片机、树莓派USB摄像头、L298N电机驱动板、37GB3530直流电机及超声波传感器。利用OpenCV视觉识别技术和树莓派Linux系统相结合以及场景内的网球识别和挤压滚筒式的拾捡机械结构功能特点,对网球进行拾取和储存,以满足对球场内的网球进行捡拾和搬运的需求。经过对相关机械结构设计和软件实现结果进行检验,所设计的自动捡网球机器人能有效识别地面的网球,并对网球场中的网球进行收集与储存,执行效果良好。该智能自动捡网球机器人可应用于网球场地,以提高拾捡效率、节约时间、节省人力资源。

一种多关节仿生变色龙机器人设计

以变色龙为研究原型,制作一个模仿变色龙爬行、变色的四足机器人。为解决机器人爬行的问题,通过Arduino控制变色龙机器人行进,分析蜥蜴类爬行动物的步态以及结合四足机器人行进的稳定裕度,规划出一套机器人步态。基于SolidWorks软件建模,设计机器人机械结构,利用3D打印将零件打印出来,再将打印零件组装成变色龙机器人。为解决机器人的摆尾机械结构问题,通过齿轮结构,构造出傅里叶摆尾,详细地对机器人摆尾的齿轮运作原理和齿轮运动轨迹的进行数学分析;在介绍稳定裕度的同时分析机器人在各种步态情况下稳定裕度。从电路控制、结构设计、数学分析、步态模拟分析、样机试验等方面设计出一个可灵活爬行、在各方面领域有着广阔应用前景的变色龙机器人。

基于视觉SLAM的履带传动式智能拾蛋机器人

针对传统的纯手工收集蛋类耗费大量的劳动量、减少养殖利益的问题,设计了一种基于视觉SLAM技术的智能拾蛋机器人。机器人配置了OrbbecAstrapro深度摄像头、树莓派4B主控板、ArduinoMEGA2560单片机、L298N电机驱动板,以及各种传感器。采用即时定位与地图构建(SLAM)技术和运用机器人操作系统(ROS)实现在养殖场中的地图构建、自动避障和导航定位功能,来实现在未知环境下的路径规划。并且结合自主设计的履带传动式拾捡机械结构对蛋类进行收集,以实现对养殖场的蛋类拾捡。实验结果表明,设计的智能拾蛋机器人能有效地构建出可靠的地图,并能完成路径规划和蛋类收集,效果良好。因此,可将其应用于养殖场,以提高拾捡效率,节约人力成本。