轻工包装机器人专用运动控制系统设计

分析轻工包装机器人运动控制系统的特点,提出一种低成本、高性能的专用运动控制系统,并进行了软硬件分析与设计。系统采用Cortex-M4内核的STM32F407为主CPU,运动控制芯片PCL6045BL为从CPU的主从CPU结构,将Cortex-M4在人机界面,通信接口与运动控制规划上的优势与PCL6045BL高控制精度的优点相结合。软件上通过移植μC/OS-II与μC/GUI实现实时系统运行与人机交互,编写相应的应用程序实现对机器人的控制,最后通过插补实验对机器人控制系统进行验证。

一种新型流水线搬运机械手设计与分析

针对流水线搬运工艺的特点,提出一种新的机器人结构,建立D-H法的杆件坐标系,对该机器人进行运动学分析,得出驱动关节和末端执行器的映射关系。结合CAD与MATLAB建立了该机器人的参数化虚拟模型,计算机器人的工作空间,进行轨迹仿真优化。使用嵌入式运动控制器搭建控制系统,对样机进行验证。实验证明,提出的新型机器人具有良好的运动学特性,能高效满足流水线搬运自动化的需求。

动态环境下利用Kinect的移动机器人增强路径规划

将最新的体感器Kinect用于实时感知动态环境中的障碍物和地形,辅助机器人在复杂动态环境中实现有效的路径规划任务。通过Kinect体感器产生的RGB图像和3D图像,来实时探测获取移动机器人的周边动态环境;同时利用基于遗传信赖域算法优化的改进人工势场的路径规划算法,解决了传统人工势场法中局部极小点以及目标不可达问题,并能有效提高算法的实时性,实现机器人在动态环境下优化的实时路径规划任务。最后建立实验系统,验证了所研究方法的有效性。

动态高精度伺服称重计量秤及其智能PID控制

为了克服粉粒状物料称重精度易受非线性、随机干扰和留空物料（投料门关闭时尚在半空中的物料）时变等因素影响及称重效率低的问题，提出了多级投料（大投、中投和变流量细投）、RBF神经网络PID细投控制和自适应的留空物料补偿策略结合的方法。设计了计量秤的机械结构和基于S7-200PLC、Siwarex_MS称重模块和伺服电机的控制系统；伺服电机，执行机构和PLC系统（集成秤重模块）构成闭环控制系统实现多级投料，相比于气缸控制的投料结构能大幅提高称重的精度。针对所设计的计量秤分析了称重原理和称重误差产生因素，采用多级投料：大投和中投保证称重的快速性，智能PID控制的细投保证称重精度。实验结果表明：称重25kg化肥，平均精度为±0．114％，最大称重速度为1100次／h。

救援机器人技术综述

对救援机器人的构架和地形自适应技术的国内外研究现状进行综述。世界各国在机器人方面的研究结果表明,灾难救援机器人的研究正逐步从试验阶段转向实际应用,机器人的结构优化、智能化、群体化将成为今后救援机器人研究的发展方向。救援机器人的研发对国民经济和安全有着非常深远的影响和现实意义。

一种基于改进K均值聚类的输电线路覆冰状态侦测方法

输电线路覆冰是影响电网在寒冷季节正常运行的一大隐患。因此,必须对输电线路覆冰状态进行侦测,以确保及时发现覆冰现象并采取应对措施。本文提出一种基于改进K均值聚类的输电线路覆冰状态侦测方法。首先,获取输电线路图像,并进行预处理;之后,依次使用直线段检测(LSD)算法、改进K均值聚类、最小二乘拟合确定导线位置;最后,计算导线宽度,并根据覆冰前后宽度变化评估其覆冰状态。综合分析现场与实验环境的实验结果,所提方法能够快速、可靠地辨识导线覆冰状态,且具备较高精度。

一种基于长短期记忆网络的线路覆冰预测模型研究

输电线路覆冰灾害易引发危害电网安全运行的事故,对输电线路覆冰情况进行短期预测十分必要。提出了一种基于结合气象因素和导线覆冰量的时间序列模型预测法,建立一个由5个气象要素和一个导线覆冰量数据组成的数据集,采用长短期记忆网络算法训练预测模型,利用线路实际运行数据对模型进行优化和评估。实验结果表明,所提方法可准确、有效地实现线路覆冰发展情况的预测,预测误差仅4.2%。

基于Kinect的移动机器人实时局部路径规划

传统路径规划方法计算复杂、效率低,且误差较高。为此,提出一种基于Kinect的移动机器人实时局部路径规划方法。利用Kinect产生的RGB图像和3D图像实时获取移动机器人的周边动态环境信息,通过模糊逻辑和信息融合技术完成机器人的实时路径规划,从而实现机器人的目标跟踪与导航。实验结果表明,该方法具有较好的稳定性与实时性。

多机器人远程监控系统的多智能体控制结构

针对多机器人远程监控系统信息错综复杂、协作不稳定的问题,建立基于多智能体(Multi-Agent)技术的系统体系结构,描述系统各组件之间的信息交互关系,优化人-机智能分配。分析系统物理结构的特点,提出一种基于Multi-Agent技术的共享控制系统分层体系结构,结合黑板结构和点对点结构,给出Multi-Agent的混合通信模型。针对遥操作系统的特点,设计一种混合型Agent体系结构,举例研究Agent的实现方法。通过多操作者控制机器人保持队形的实验,验证了该混合型Agent体系结构的实用性和有效性。

基于机器视觉的电力线路侦测技术

输电线路覆冰常引发各种运行事故,造成大范围停电,带来巨大影响。因此,对输电线路覆冰状态进行检测有很高的实用价值。该文介绍一种基于机器视觉技术的输电线路覆冰检测系统。首先,将高清摄像头装设于待测点,拍摄输电线路影像资料;其次,采用机器视觉算法处理图像中的导线信息,计算导线宽度;最后,通过比较当前宽度值与参考值判断覆冰程度,结合气象数据评估事故风险级别。该系统功能全面,操作简单,可自动实现输电线路覆冰情况的识别工作。

35kV可调式直线杆导线后备金具的研究

35kV直线杆塔受雷击影响,因直线悬垂附件在雷电短路时,短时承受的电流较大,常出现悬垂线夹附件导线损伤甚至断线事故,需运维人员紧急处理。因35kV系统保护原因,一旦出现断线事故,线路无法立即跳闸,存在巨大的安全隐患。提出一种新型可调节式直线杆导线后备金具,用于35kV线路易受雷击区,有效地将35kV架空线路直线杆塔雷击断线的发生可能性减少到最小,可见其具备很好的经济效益和社会效益。

基于无人机探测的35kV架空输电线路故障定位方法及装置研制

目前,我国35kV电压等级架空输电线路多分布在农村或偏远山区,由于该线路未安装专门的故障定位装置,线路巡检只能通过“逐基杆塔,逐段排查”的方式完成,致使线路维护的效率降低,安全风险提升。针对这一问题,提出一种基于无人机探测的35kV架空线路故障定位方法及装置研制。首先,针对接地故障问题,利用S注入法将注射点与故障点形成回路,通过监测故障电流进而判断出故障点的方位,采用二分法搜索算法得到故障点。其次,无人机搭载电流监测装置可节省大量的人力物力,并且能够实现在地形复杂的情况下进行故障排除。最后,通过对装置的实际线路巡检情况可以表明,该方法能够对故障进行精准定位,且能够将无人机巡检发挥其更大的价值。