面向3D打印的排爆机械臂栅格优化

文中以排爆机器人机械臂为研究对象,设计了一种面向3D打印的排爆机械臂。通过SolidWorks建立机械臂三维模型,采用ANSYS Workbench对原始大臂进行静力学分析,再根据分析结果对机械臂大臂进行拓扑优化。在满足大臂工作要求的前提下,采用Altair Inspire为拓扑优化大臂分别填充3种不同直径的栅格结构。通过Inspire对优化后的大臂进行静力学分析,与原始大臂相比,优化后的机械臂不仅满足工作要求,且自身质量减小,提升了机械臂的承载能力与末端执行器精度,增强了排爆工作的安全性。采用3D打印技术制造的机械臂,解决了优化大臂模型复杂、加工困难的问题,提高了设计制造的效率。

基于STM32的全地形越障排爆智能小车设计与实现

为解决易燃易爆、有毒有害等特殊场合排爆检测的困难,开发了一台基于STM32单片机的全地形越障排爆智能小车。该智能小车以STM32单片机为中央处理器,外围电路由OpenMV模块、电机驱动模块、红外线测距模块、无线模块等组成。智能小车工作时,利用通过OpenMV采集危险物品图像,通过预设的程序进行图像识别;同时,超声波模块采集周围环境的参数,把它们转化为电信号传输给STM32单片机处理;STM32单片机综合图像识别信息、传感器传送信息,通过预设的程序进行处理;最后发送指令控制智能小车的运作。现场测试结果表明,该智能小车能实现危险物品识别、智能避障、全地形越障等功能,达到了预期的效果。

排爆服的研究现状与发展

根据爆炸伤害分析、爆炸防护原理,总结排爆服的防护结构。当前排爆服的防护结构多数由排爆服外套及排爆服防护层组成。排爆服外套多为各类阻燃面料,其中芳纶阻燃面料各项性能最佳。排爆服防护层的纤维织物类型包括:芳纶Ⅱ、芳纶Ⅲ、PBO、PI纤维、UHMWPE、碳纤维及M5纤维。对比国内外排爆服的现状及发展,为今后排爆服的进一步研究提供参考。

排爆服对冲击波和破片联合毁伤效应的防护性能试验研究

冲击波和破片是炸药爆炸过程中产生的典型致命毁伤元素,对活体生物直接造成损伤危害。在研究已有爆炸冲击波和高速破片评估测试方法的基础上,开展了多种环境下不同TNT药量爆炸毁伤威力评估试验,研究不同当量爆炸物对等比人体模型/活体生物的毁伤效应规律,得到了室内、室外两种环境下爆炸冲击波超压和高速破片飞散情况,评估了典型排爆服对活体生物的防护性能。

反爆炸恐怖袭击防排爆技术综述

爆炸袭击是最残酷、最血腥、最难防范的恐怖活动,防排爆是反爆炸恐怖袭击最直接的技术手段,其中涉及搜爆、排爆、防爆等技术装备和方法。近年来,反爆炸恐怖袭击防排爆技术取得了很大进步,但还存在许多技术难题。本文主要分析了爆炸恐怖活动规律、搜排爆装备技术和防护技术现状,研究了爆炸物探测和防排爆的技术途径,针对现有装备技术的局限性提出了研究的方向和思路。

排爆机器人训练仿真系统中的碰撞检测技术

精确的碰撞检测对提高虚拟现实系统的沉浸性、真实感至关重要。但是Vega只对碰撞检测提供了有限的支持,为提高碰撞检测的实时性和精确度,提出了分块设置掩码、动态加载相交矢量、在运动物体易发生碰撞的部位放置相交矢量以及物体高速运动时引进距离因子等方法。有效的解决了排爆机器人训练仿真系统中遇到的各种碰撞检测问题。

排爆机器人双目立体视觉系统的研究和开发

为了辅助公安人员更好地完成排爆工作,设计和开发了一个带双目立体视觉系统的排爆机器人。该视觉系统使用Matlab7.0和机器视觉软件EVision的EasyMatch库进行开发,能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立体图像匹配、求取可疑目标物的特征点的立体坐标,并把图像实时显示在控制台,控制排爆机器人准确地抓取可疑目标物。该机器人视觉系统成功地抓取实验,表明了它在精度上能够满足排爆机器人的项目要求。

排爆机器人的研究现状及其关键技术

综述了排爆机器人的国内外研究现状,介绍了排爆机器人的移动机构、基于计算机视觉的精确定位、导航、定位和路径规划、通讯和控制系统、多传感器信息融合等关键技术;并指出了此领域中存在的问题,提出了排爆机器人在标准化、模块化、控制系统智能化、通讯系统网络化等方面的发展趋势,为它的进一步设计与开发提供了一些有用的信息。

排爆机器人机械臂控制系统设计

针对远程控制排爆机器人机械臂能否精确定位并完成排爆任务的问题,将运动学、动力学分析方法与分布式控制理论应用到机械臂控制系统设计中,对机械臂的运动特征与实用控制原理进行分析研究,对机械臂控制系统的硬件、软件分别进行了具体设计,确定了总体结构与主要部件参数,硬件上采用以LPC2378为核心的主控制器、LPC2368为核心的协处理器架构的控制系统,软件上采用CAN 2.0B总线技术完成主控制器与协处理器间通讯,提出了一种基于模块化设计与多传感器信息融合的机械臂控制系统,并在多种条件下进行仿真测试。研究结果表明,该排爆机器人机械臂各项技术指标基本达到设计要求,能够较好地实现远程视频定位控制、拆除剪断引爆器和搬运爆炸物,具备一定的反恐排爆能力。

基于Ansys WorkBench的排爆机器人机械手静力学分析

现建立了一种排爆机器人六自由度机械手的模型。利用Ansys WorkBench软件建立了机械手的静力学模型,并对其进行了静力学分析,得出了机械手大臂和小臂等重要部件的应力、应变图。不仅证明了机械结构的可行性,也为相关数据的设计提供了依据。

基于模型预测控制的排爆机器人轨迹跟踪算法研究

排爆机器人在复杂、危险环境下代替人作业拥有非常重要的地位。排爆机器人对期望轨迹的跟踪是避免发生危险最重要的环节。基于模型预测控制算法提出了排爆机器人末端轨迹跟踪算法。给出了机械臂状态空间的离散模型,已知当前时刻位置状态和下一时刻位置输入状态,预测未来某时域内的输出状态;然后根据给定性能指标和约束条件,求解未来一段时域内的输入序列,对实际输出进行反馈校正;最后,采用实验仿真对比测试,验证了该算法的有效实时性,结果表明,基于模型预测控制的机器人末端轨迹跟踪算法具有良好的动态实时跟踪能力,实现了目标轨迹的有效跟踪。

泡沫铝夹心排爆罐抗爆性能试验研究

排爆罐作为常用的公共安全防护装备,其结构的抗爆性能、机动性等指标对安全保障起到决定性作用。目前国内常用排爆罐结构笨重,质量较大,抗爆性能较差。为研制一种新型便携式轻质高抗力排爆罐,制作泡沫铝夹心排爆罐模型,与国内既有排爆罐模型开展相同装药量条件下的抗爆性能对比试验。对结构中应力波的衰减特性进行了分析,探讨了影响排爆罐抗爆性能的核心因素。比较表明,泡沫铝夹心排爆罐抗爆性能远优于传统排爆罐。

排爆机器人教学模拟训练系统的研究与实现

基于软件平台Creator和Vega设计开发了排爆机器人教学模拟训练系统,对系统结构进行了分析,介绍了系统实现的软硬件方案。阐述了几何建模中基于多边形的组合建模、数据层次结构及优化数据库、LOD模型应用、纹理问题、重叠问题等关键技术问题,并且详细介绍了视景驱动软件Vega中实现碰撞检测、运动控制等关键技术问题的解决方案。最后实现了整个系统的设计开发,实验表明该系统具有良好的交互性和实时性。

全地形排爆机器人运动机构设计研究

针对排爆机器人在全地形上可靠运行的问题,将传动链分析与现代仿真技术应用到运动机构设计中,对机器人动力系统的传动比、额定功率、最大转矩等参数进行了论证计算,对运动机构主要部件进行了有限元分析,验证了主要部件参数,提出了一种基于四轮六履带运动机构的排爆机器人,并在多种场地条件下进行了实物测试。研究结果表明,该排爆机器人运动机构各项技术指标基本达到了设计要求,能够上、下斜坡或者楼梯、跨越障碍物,具备复杂环境条件下的全地形运行能力。

有限人参与下的排爆机器人半自主抓取

提出了一种新的排爆机器人半自主爆炸物抓取方法.该方法包括机械臂、爆炸物和障碍环境的建模、C空间地图和路径规划.排爆机器人SUPER-PLUS在有限人参与下,利用手腕装载的激光测距传感器,扫描爆炸物周围的障碍环境,规划出一条无碰轨迹,实现爆炸物自主抓取.实验结果表明,该方法极大地提高了排爆操作的安全性和效率.

基于准极限理论的排爆机器人直流电动机选择

针对特种机器人的特殊使用条件,提出了准极限理论的设计思想,即充分利用电动机的极限性能,用准极限度概念来表征电动机极限能力的利用率,在准极限度小于1且接近于1的选择准则下对排爆机器人的直流电动机进行选择,使选出的电动机在满足要求的前提下,具有较小的重量和体积.

基于DSP平台的排爆机械臂控制系统设计

针对具有危险的特种环境,设计一个可以代替人工作业的排爆机器人控制系统。该系统以DSP为中央处理核心,用6个伺服电机配合铝制合金搭建机械臂硬件结构,利用DSP增强型PWM模块驱动伺服电机,上位机采用PC机进行控制。实现了串口测试软件向SCI模块发送指令的功能,从而控制机械臂,仿生模仿人手的各类运动。实验结果表明:控制系统精度高,调节快,该机械臂有强的承重能力,能准确握紧危险品并放于隔离箱中。

基于计算机视觉的排爆机器人三维坐标计算（英文）

针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一种基于计算机双目视觉的排爆机器人三维坐标计算方法,并依此设计相应的控制系统,以实现排爆机器人的自动抓取。首先介绍排爆机器人机械结构设计,然后介绍计算机双目视觉的原理及其软硬件,最后抓取精度实验和分析,机器人自动抓取目标物时,误差小于2 cm,满足抓取任务的精度要求。抓取中,当手爪在机器人正前方时,误差最小,反之,当手爪在机器人正前方的上面或下面、左边或右边时,误差变大;同时目标位置愈近愈好,但由于机械手的视觉范围决定不能太近,否则可能抓不到,或无法使目标物在摄像头的视觉范围之内。

半智能排爆机器人的单手双目手眼系统

针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一个单手双目手眼系统用于半智能排爆机器人的自动控制.该系统基于双目视觉原理,采用Matlab7.0作为运算引擎,调用机器视觉软件eVision6.2中的EasyMatch模式匹配库进行立体匹配,实时捕获图像,进行摄像机标定、图像预处理和匹配,确定可疑目标物的坐标,并把图像实时显示在控制台,自动控制手臂靠近并准确抓取可疑目标物.该半智能排爆机器人抓取实验的相对误差小于2.54%,表明该立体视觉系统在精度上能满足半智能排爆机器人的要求.

基于RTX51的排爆机器人嵌入式控制器固件开发

介绍遥操作排爆机器人PBJ-1的嵌入式控制系统研制情况。叙述了利用RTX51开发排爆机器人嵌入式控制系统固件中的一些问题和解决办法。实践证明基于嵌入式实时操作系统RTX51开发工作于非结构环境中的遥操作机器人控制系统可以有效地提高整个机器人系统的性能及开发效率。