基于视觉和SLAM技术的家用多功能捡拾机器人设计

随着人工智能和物联网技术的发展,家庭智能清洁机器人逐渐成为家庭助手的重要组成部分。首先阐述了捡拾机器人的应用背景和研究意义,详细介绍了机器人的系统架构和关键技术。在系统架构方面,采用树莓派作为主控制器,利用计算机视觉技术进行物体识别,并结合SLAM技术实现自主导航。在关键技术方面,采用计算机视觉识别和分类家庭物品,SLAM技术则支持机器人在未知环境中的实时定位和路径规划。对捡拾机器人的机械结构进行了优化设计,使其能够适应不同形状和大小的物体,并通过“扫入”方式提升捡拾效率。此外,还采用了视觉传感器和导航技术,实现了实时地图构建和更新。本研究为基于机器人实践竞赛的项目式教学,展示了一种创新的机器人设计思路,为家庭机器人领域提供了新的设计方向,并拓展了机器人的应用范围。通过实验验证,捡拾机器人能够在多种家庭环境中稳定工作,展现出较高的准确性和可靠性,相较于传统清洁工具,具有显著的创新性和实用性。

太阳能驱动的垃圾分类回收四足机器人

我国是垃圾产生大国,人们的垃圾分类意识淡薄,随意丢弃的垃圾分布范围广且有些垃圾不便于人工捡取。然而现有的垃圾分类回收装置存在外形笨重,续航能力差,耗能高,识别准确率低,速度慢,与回收环节难以高效对接等缺点。为此,设计了一款太阳能驱动的垃圾分类回收四足机器人,它的核心部分包括动力系统、运动系统、垃圾捡取机构、垃圾分类回收装置、倾倒装置、控制系统。其中太阳能发电装置将太阳能转化为电能驱动四足机器人工作,视觉检测装置检测并识别垃圾,垃圾捡取装置捡取垃圾并放入垃圾分类存储装置中,实现垃圾的智能分类回收。相比于现行的垃圾分类回收装置,该产品体积小,灵活度高,制造成本低,在提高日常垃圾回收效率的同时节约了时间和人力,拥有较高的推广价值。

捡拾机器人机械手运动学分析与仿真

为解决训练场高尔夫球、网球、乒乓球等小球类物体捡拾问题,设计一种五自由度捡拾机器人机械手结构。采用D-H法建立机械手坐标系和参数表,推导出末端坐标系位姿模型,并求解出运动学逆解。运用正运动学分析求解机械手工作空间,证实其空间满足小球类物体目标工作区域。在ADAMS环境中完成虚拟样机的建立,选定目标捡拾点和放置点,根据逆运动学求解结果,对各关节设置相应驱动函数,进行实例仿真验证。结果表明:机械手活动范围在工作空间内,运动规律合理,逆运动学求解正确,能够完成小球类物体捡拾任务。

采棉机器人的研究现状及关键技术

对国内外机械化采棉技术的研究现状进行了综述,构建出了基于计算机视觉的智能型采棉机器人原型系统,分析了采棉机器人的应用价值。同时,介绍了采棉机器人的作业环境和工作对象的特殊性,总结了采棉机器人所涉及的关键技术,包括采棉机器人本体的优化设计、棉花的自动识别和分类以及路径规划和运动控制技术等,最后指出了目前应用采棉机器人存在的主要问题并提出相应对策。

一种工业机器人实训系统的设计与开发

基于工业机器人实训系统,设计了一种自动化立体仓库按需取货的控制功能。实训系统由码垛机器人、AGV机器人、自动生产线、视觉系统及关节机器人构成,智能设备间通过工业以太网通信,便于整个系统的联机运行和统一调度,实现了自动化立体仓库的入库信息登记、按需出货、库存状态自动更新及库存监控等功能。该系统基于现代工业设计理念并选用工业级元器件,是工业应用的缩小模板,对此系统进行深入研究和持续功能开发,不仅能提高实训系统利用率和丰富实训内涵,而且有利于培养贴近社会需求和服务于智能制造转型升级的高技能复合型人才。

基于凸轮机械手的自动网球拾取机器人设计

文章对基于凸轮机械手的自动网球拾取机器人设计进行了全面的说明,该系统以凸轮的推程和回程两个工作行程为基础实现机械手的抓取和释放,全面阐述了凸轮及机械手连杆的参数选择和计算。利用视觉识别系统对网球进行识别与定位,控制机械手对网球进行抓取,并通过巡回式的运动轨迹实现对整个球场的清理,是一种可实现的网球拾取机器人方案。

改进人工势场法的机械手关节空间避障规划

针对人工势场(Artificial Potential Field,APF)法对机械手进行路径规划时存在的问题,提出了关节空间APF自适应变步长和目标偏置的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)相结合的方法。在关节空间中进行APF法路径规划,减少逆向运动学次数和关节角突变;通过改进斥力和引力势场函数,解决APF法中碰撞和目标不可达问题;采用柯西概率分布,根据末端点与障碍物的距离来改变关节角步长;通过调节RRT算法的目标偏置值,产生合适临时目标点,从而解决APF法局部极小值问题。在APF法存在局部极小值情况下进行机械臂避障仿真,结果表明,自适应变步长路径规划能够生成平滑轨迹并能提高搜索效率,目标偏置RRT选取临时目标点后整体路径长度变短。捡拾机械手在该改进算法下能够有效实现避障拾取任务需求。

逆向工程在玻璃切割机中的应用

介绍了逆向工程在全自动玻璃切割机中的应用流程,并针对国内玻璃行业自动化起步较晚,技术相对落后的特点,提出了利用广角相机拍摄玻璃图样,利用光电传感器扫描,基于机器人示教再现原理设计的轮廓输入设备这几种逆向工程技术方案,分析了每种方案的优缺点和适用范围,在实际中具有指导意义。

智能乒乓球拾取机器人设计

目前,针对许多乒乓球球场没有智能捡球机的空白,设计了一种智能乒乓球拾取机器人,该机器人采用stm32f407作为主控,首先机器人原地旋转用摄像头识别球的位置并进行标记,将机器人周围的各个乒乓球的中心位置值和距离数据返回到控制器,然后驱动电机使机器人到达乒乓球球的前面,最后通过机器人前方的捡球装置将乒乓球收入后面的存储空间,实现自动捡球的目的,同时在找球的过程中用超声波传感器进行避障,用红外传感器检测捡球数量。

基于YOLOv5的超市自动取货机器人设计与实现

设计开发了一款超市自动取货机器人。首先搭建可完成物体识别和运动控制的机器人系统,根据特定的超市环境,研究基于YOLOv5的视觉识别算法,实现目标商品的识别和定位。然后研究目标物体的抓取控制,完成目标物体的搬运。该机器人基于YOLOv5神经网络框架,具有较高的准确性,它既可帮助人们在超市内拾取商品,又可在物流作业线上抓取和搬运货物。

拾振传感器自动化装配系统

针对拾振传感器在传统生产装配过程中存在的问题,采用有限元仿真对其关键部位的装配应力进行了分析,并结合工业机器人在其他领域中的应用,搭建了一套可实现拾振传感器定位、视觉和力觉检测的装配系统,详细介绍了该系统的结构与组成,建立了装配应力模型,并对SCARA机器人的装配应力进行分析,表明所提方法的有效性和可行性。

网球自动拾取机器人的回顾与展望

随着我国国民生活水平的不断提高,网球运动越来越受到人们的欢迎。但在打网球时,一般采用人工捡球的方式,这种方式工作效率低,工作人员强度大。因此,为解决人工捡球费时费力的问题,各国研究者对网球自动拾取器的研究越来越深入。最近几年更是涌现出许多新型的网球自动拾取机构和自动识别算法。文章对近些年出现的网球拾取器做了详细的研究与总结,介绍各类拾取器的组成、结构,从拾取装置和识别方法两方面分别分析其优缺点和发展趋势。综合各方面因素,最终得出基于电机驱动拨板的旋转拾取装置和基于视觉传感器的网球识别方法最适合当今网球捡拾机器人的发展。

机器人听觉系统中的低功耗拾音器设计与研究

听觉系统是机器人最主要的信息输入之一,其获取的声音质量直接决定了机器人执行的效果。低功耗则是电源受限机器人的首要需求。提出了一种基于高集成度核心主控芯片的低功耗拾音器,其中高集成度核心主控芯片是整个系统的核心,不仅完成了声音信号的高质量处理,而且实现了整个系统的控制、供电、时钟生成等功能。提出的低功耗拾音器具有体积小、功耗低、拾音质量好的特点。经实测,低功耗拾音器的平均工作功耗为6.9 mW,体积约为3.5 cm3,其声音质量较独立麦克风提升约14 dB。

变电站智能巡检机器人现场应用与升级

变电站智能巡检机器人(以下简称机器人)是一种全自动化运行的先进设备,它借助自身可见光摄像机、红外热像仪、拾音器等功能系统的优势,应用在变电站中,不仅提高了站内设备运行的稳定性与安全性,同时还有效降低人力巡检工作量,实现高效巡检。文中针对智能巡检机器人在500 kV变电站的应用、升级进行介绍,展望智能巡检机器人的发展前景。

一种基于机器人的端拾器自动更换装置设计

设计一种夹持定位装置,用于准确存放、固定端拾器,实现机器人对端拾器的自动更换。装置由机架部分、夹持定位部分及气路部分等组成,主要通过气缸驱动连杆机构对端拾器主杆进行夹紧或放松。该装置可替代人工作业,提高效率及安全性。

混流装配线物料配送机器人协同调度方法

为了提高混流装配线物料配送效率并降低送料能耗和成本,引入新型线边集成超市和送料机器人,并考虑送料机器人之间的协同调度;结合送料机器人相互协作送料的特点,以最小化送料机器人的投入成本和送料能耗成本为优化目标,建立数学模型,并明确送料机器人的数量和有效运行时间的临界值;在此基础上提出多阶段自适应搜索算法,以聚类启发式方法构建初始解,借鉴传统自适应大邻域搜索算法设计符合协同调度特点的拆分和修复规则,并引入自适应选择和扰动策略来增加解的多样性,提高解的质量;最后,通过规则测试和算法对比,验证了协同送料调度在降低送料机器人数量和能耗方面的优势,以及拆分和修复规则、扰动策略等对提高解质量的作用.