基于STM32的光电搬运机器人设计与试验

为实现对不同位置、颜色物料的搬运,设计一种基于STM32的光电搬运机器人。该机器人采用STM32f407芯片,以具有物料定位功能的循迹小车底盘为载体,通过颜色传感器识别物料颜色特征,经PID算法优化移动路径,以二自由度吊臂作为抓取机构,制作实物模型进行了试验测试。研究结果表明:该光电搬运机器人吊臂响应时间短,搬运速度快,运行效率高,并以1′20″的成绩打破了“中国机器人大赛——光电车型搬运赛”的记录。

基于模型预测控制的轮腿式自平衡机器人运动控制方法

对于五连杆结构的轮腿式自平衡机器人,传统的倒立摆建模方法未考虑航向角等自由度,控制性能较差。对此提出一种新的建模与控制方法。首先,通过虚拟模型控制和辅助控制器实现机器人部分自由度的控制,同时对系统进行解耦,建立较为精简的整体运动模型。其次,因传统线性二次型调节器控制器无法解决腿部运动范围受限问题,设计模型预测控制器以预测未来周期内的运动状态,优化求解约束范围内的控制量,控制器输出通过虚拟模型控制映射为关节电机力矩,从而实现机器人的运动控制。最后,对轮腿式机器人进行仿真实验。仿真结果表明,该方法能够较好地跟踪控制指令的效果,具有较好的抗干扰能力。