基于大数据聚类的搬运机器人抓取末端控制系统设计

为提高搬运机器人抓取效率,避免损伤货物,设计了基于大数据聚类的搬运机器人抓取末端控制系统。利用主控制器和驱动控制器平稳控制机器人运行,通过在末端执行器内安装红外扫描装置、集成锁相环路解码器LM567,判断货物是否处于抓取末端内部。使用FRS-402敏感电阻,降低力敏感电阻值,提高抓取的稳定性,完成系统硬件设计。基于大数据聚类拟合控制信号,降低数据维度并提取特征向量。通过匀速抓取、反馈减速以及应力松弛3步,实现搬运机器人抓取末端控制系统设计。实验结果表明,所设计系统能够有效减小抓取位置误差,提高搬运效率,降低货物损失。

基于视觉定位的仓储搬运机器人避障控制方法

为保证仓储搬运机器人的工作效率和安全,在动态环境下,提出基于视觉定位的仓储搬运机器人避障控制方法。利用视觉定位技术,通过环境图像生成、预处理、特征提取、障碍物识别等步骤,确定动态环境中的障碍物位置。检测仓储搬运机器人实时位姿,考虑障碍物实时位置和搬运目标地点,规划出机器人移动路径。根据机器人位姿与规划路径之间的偏差,计算仓储搬运机器人避障控制量,在控制器的支持下,实现仓储搬运机器人避障控制工作。实验结果表明:与传统方法相比,采用优化设计的避障控制方法后,仓储搬运机器人在动态环境中的碰撞次数明显减少,位置和姿态角控制误差均值分别为0.08 m和0.029°,所提方法的控制数据优于传统控制方法。

港口智能搬运机器人调度方案机器仿真研究

智能搬运机器人在港口货物搬运调度中得到了日渐广泛的应用。智能搬运机器人实际功能的发挥有赖于具有智能化特点的调度方案和算法。为保障智能搬运机器人真正有效应用于港口货物搬运实践,有必要对实施调度方案机器仿真研究。本文浅析了港口智能搬运机器人调度和仿真系统需求,探究了港口智能搬运机器人调度方案机器仿真构建,以期为相关研究提供借鉴。

基于UWB的室内物料搬运机器人设计

文章针对目前室内物料搬运机器人的定位精度低、在获取机器人的姿态信息时对IMU或其他导航器件的依赖性很大等问题,基于UWB设计了一种室内物料搬运机器人。文章从硬件与软件两个方面对机器人进行设计,该机器人导航不需要用到IMU等相关器件,即可获取机器人的实时姿态信息,并且能够使机器人完成物料运送等工作。设计采用TDOA定位算法实现机器人的定位,通过改进的K-C算法提升定位精度,基于UWB的机器人姿态解算算法获取得到机器人的机体姿态数据,经试验验证了该算法的有效性和机器人的可靠性。

基于改进鲸鱼算法的搬运机器人运动规划

针对搬运机器人搬运效率不足、稳定性效果不好等问题,使用改进鲸鱼优化算法的时间最优运动规划方法进行解决。首先将机器人模型导入MATLAB中,根据相关算法计算出机器人的空间范围,从空间范围中选取实际目标点并转换到关节空间,在关节空间中使用“四次-三次-四次”插值多项式构造机器人的轨迹,然后将各关节的角速度、角加速度作为约束条件,采用改进的鲸鱼优化算法对轨迹进行优化,缩短机器人运行时间。通过仿真实验,改进的鲸鱼算法较PSO算法规划时间缩短约30%,较标准的鲸鱼算法规划时间缩短约17%,有效提升了搬运机器人在搬运方面的效率和稳定性。

基于ADAMS的六轴搬运机器人动力学仿真分析

以折弯生产线中上下料工序中所使用的六轴搬运机器人为例开展研究,首先确定了机器人的结构形式,设计了各关键零部件并建立了六轴搬运机器人的三维模型;其次基于ADAMS软件建立了搬运机器人的动力学仿真模型,对机器人的零部件材料、约束、驱动,以及载荷进行定义;最后通过对机器人进行动力学仿真模拟得到了机器人的基本运动数据。研究结果表明:所设计的搬运机器人6个轴的位移、速度、加速度、关节受力以及扭矩曲线基本上连续、无异变。六轴搬运机器人在运动过程中运动平稳、振荡较小、设计合理,为改进其结构提供了理论支撑。

基于微控制器的智能搬运机器人的科技逻辑

智能搬运机器人已成为现代社会的重要搬运工具,本文探究了智能搬运机器人的科技逻辑。论述了微控制器在智能搬运机器人中应用的必要性,阐述了基于微控制器的智能搬运机器人软件程序设计,以期为广大科研人员提供参考。

基于动力学的搬运机器人运动规划控制算法与仿真

针对移动操作自由度冗余搬运机器人伤员搬运运动的安全性、稳定性要求,提出基于动力学的运动规划与控制方法。采用改进D-H方法建立搬运机器人正逆运动学模型;采用拉格朗日法建立机器人动力学模型;基于零力矩点(ZMP—the Zero-Moment Point)方法建立机器人稳定性评估模型;采用S形曲线方法规划机器人末端运动;通过优化稳定性求解机器人运动学逆解;采用滤波方法拟合关节运动曲线实现关节平稳运动;仿真验证了基于动力学的搬运机器人运动规划控制算法的有效性。

基于机器视觉的智能搬运机器人设计

搬运机器人作为一种工业生产设备,为了进一步适应工作环境,解放劳动力,对其智能化程度的要求越来越高。在此背景下,为了满足实际生产的需求,在保证搬运机器人现有功能的情况下,需尽可能进一步提高搬运机器人的智能化程度,设计并实现了一种基于机器视觉的智能搬运机器人,探索机器视觉在搬运机器人中的应用。具体选择直角坐标结构作为机器人的机械结构,选用同步带型直线模组作为搬运机器人的传动机构。采用STM32F103C8T6最小系统板,设计并实现了下位机的搭建及控制程序编写。使用tkinter作为开发工具,设计并编写了上位机软件。使用OpenCV,通过摄像头捕捉画面,经过图像处理后,获取物块颜色及位置信息。并针对搬运任务的路径规划进行了研究,通过图与网络模型及方法,对搬运机器人的路径规划任务进行了分析,建立了相应的图与网络的数学模型,使用KM算法实现了搬运机器人的路径规划。

丘陵地区柑橘园采收搬运机器人系统的研制

针对丘陵地区柑橘园地形多为坡地,柑橘采收搬运困难、劳动强度大,严重制约丘区现代柑橘园发展的问题,通过计算机三维设计、电路搭建和软件控制等方法,研制了丘区柑橘园采收搬运机器人系统,并通过性能测试.试验结果表明,该机器人能够满足丘陵地区柑橘园采摘搬运检测准确率和跟随运输精度要求,检测准确率高于97%,跟随运输精度超过90%.

结合深度强化学习与变形五次多项式的搬运机器人关节轨迹规划

针对在生产节拍固定的情况下搬运机器人各关节的运动轨迹及时间分配问题,构建基于深度强化学习与变形五次多项式相结合的搬运机器人关节轨迹时间分配模型;设计以节拍要求、速度约束和加速度约束为目标的奖励函数,搭建神经网络,利用MATLAB/Simulink软件,得到满足生产节拍和运动学约束的时间序列,并利用单臂四自由度搬运机器人仿真实验,验证所构建模型的可行性和有效性。结果表明:单臂四自由度搬运机器人各关节的运行时间均为5.89 s,其中平移关节1、 3的最大速度分别为2 597.84、 1 697.97 mm/s,最大加速度分别为19 532.11、 31 302.61 mm/s^(2);旋转关节2、 4的速度大小相等且方向相反,最大角速度均为137.53 (°)/s,最大角加速度均为1 180.51 (°)/s^(2),均未超过运动学约束;所构建的模型可以解决在指定生产节拍下搬运机器人关节轨迹时间分配问题,实现搬运机器人搬运过程中各关节的运动均衡,改善搬运机器人运行的稳定性和有效性。

改进灰狼算法在搬运机器人轨迹规划中的应用

为提高托盘式搬运机器人的运行稳定性,提出一种基于改进灰狼算法的机器人加速度最优轨迹规划方法。针对灰狼算法局部收敛、寻优性能不足等问题,引入Logistic-Tent混沌映射,优化初始种群;引入差分优化算法,提高全局搜索能力;引入淘汰进化机制,优化种群结构,从而全面提升优化性能。仿真结果表明,对比标准灰狼算法和粒子群算法,改进灰狼算法在不同类型的测试函数中具有更好的收敛速度和算法精度;在搬运机器人轨迹规划的应用中,经过该算法优化后的机器人最大关节角加速度下降了44.11%,大幅提高了运行稳定性。

物料搬运机器人的设计及运行

以自动控制理论为基础,以电子技术、电力电子技术传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具,基于单片机Keil、STM32等计算机技术和相关机械设计原理,设计、制作并控制了一台物料搬运机器人,能够完成全国大学生起重机创意大赛相关内容。采用OpenMV作为识别标识的前端输入部件STM32,以单片机为控制元件。STM32与单片机串口通信来实现车体移动,控制车体按轨道运行。物料搬运机器人设计有多方面要求,在机器人主体轻便、易操作的前提下能够实现相关转运要求并且尽可能控制成本。

基于农业搬运机器人的障碍物视觉识别技术研究

【目的】随着农业自动化水平不断提升,研究农业搬运机器人如何优化搬运目标信息、定位及图像检索等功能具有重要现实意义。【方法】课题组提出了一种基于机器视觉的内容图像检索视觉识别技术,采用特征提取方法将图像纹理作为机器视觉障碍物特征识别的重要信息,通过实时更新障碍物信息,利用相似度距离计算,将采集的图像数据与数据库中的图像距离进行对比,并利用MATLAB仿真平台验证了CBIR系统对搬运机器人障碍物识别的精确度。【结果】利用小波滤波器优化的CBIR系统的对比结果优于其他方法的平均检索率,且前20张图像的检索率均能保持在98%以上。【结论】该方法有效提升了CBIR系统的障碍物检测性能及识别系统的精确度,可为系统数据库中障碍物图像特征对比提供高质量图像数据。

基于膜计算的搬运机器人轨迹规划和模型预测控制

针对复杂环境下搬运机器人存在轨迹规划效率低、跟踪控制误差较大及系统不稳定的问题,提出基于膜计算及模型预测的搬运机器人轨迹优化控制方法。首先,针对传统动态窗口算法在速度采样空间中采用均匀等分的方式进行采样,导致轨迹规划效率低的问题,设计了一种基于膜计算粒子群算法改进的搬运机器人动态窗口算法。借助粒子群的随机性和膜计算的分布式并行计算能力对传统动态窗口算法进行优化设计,不断迭代得到最优路径;其次,针对搬运机器人系统模型的非线性特点,采用线性模型预测控制方法完成轨迹跟踪,通过构建预测模型、设定目标函数及设计积分器来完成高精度轨迹跟踪。实验结果表明,在稀疏障碍物和复杂障碍物2种实验场景中,改进后的算法在路径长度、时间及步数上平均减少了15.07%、6.72%、7.68%,且所提的模型预测控制方法在跟踪精度、系统鲁棒性方面都具有一定的优势。

弱光环境下仓库搬运机器人抓取控制方法

为精准、稳定、可重复地完成抓取动作,研究了弱光环境下基于稳定轻量级网络的仓库搬运机器人抓取控制方法。首先,针对搬运环境弱光图像,基于稳定轻量级编/解码网络提取抓取区域弱光特征并进行融合处理,获得正常光抓取区域特征;其次,在深度分离融合提取层中,通过处理正常光抓取区域特征,重构深层特征,从而恢复特征提取时丢失的细节信息;再次,在网络输出层内输入重构特征,输出仓库搬运机器人手爪的抓取位姿参数;最后,通过手眼标定得到的搬运目标图像,采集相机坐标系与机器人坐标系的坐标转换关系,将抓取位姿参数转换成仓库搬运机器人抓取控制量,完成对仓库搬运机器人的抓取控制。实验证明,该方法可有效提取搬运目标抓取区域特征,并可有效预测仓库搬运机器人抓取位姿,能完成仓库搬运机器人抓取控制,且抓取精度较高。

不规则形物料叠放搬运机器的设计与应用

文章为生产型企业解决形状不规则、厚薄不一的物料自动摆放实现自动生产问题提出一套解决方案。为企业解决生产难题,提供自动化生产帮助。为解决现有工艺存在的工作量大、重复度高、工作效率低等多种问题和缺陷,研究了简易的帮助企业自动化转型的小型机器。为企业节省人工成本、扩大生产能力,满足市场需求。

基于散列函数算法的智能物料搬运机器人优化设计

随着现代制造业的快速发展,物料搬运机器人在生产过程中面临许多问题,如路径规划、负载分配、避障与定位以及性能评价等,这些问题严重影响了机器人的工作效率和运行稳定性。为了解决这些问题,提出了基于散列函数算法的智能物料搬运机器人优化设计方法,以提高机器人的工作效率和运行稳定性,为实际生产过程提供有效的解决方案。通过实验验证了所提出方法的有效性和可行性,为智能物料搬运机器人的设计和应用提供了新的思路和方向。

一种农业仓储潜入式搬运机器人设计

农业仓储运输一般采用半自动或传统人工搬运的方式。这种方式工作效率低,劳动成本高且柔性差。针对这一问题,设计了一款全自动潜入式搬运机器人。对该搬运机器人的车身结构、驱动单元、弹簧阻尼器和顶升单元运动结构及控制系统进行了设计。该机器人采用激光Slam导航,能够灵活采集建立地图,并按照地图和环境信息自主导航;运动结构采用四轮八驱方式,通过四轮的协同运动控制算法达到车辆灵活旋转,可实现旋转、前进、后退、侧移,以适应农业仓储环境的窄通道投料。经试验验证,该搬运机器人具备良好的作业性能。

一种超市搬运机器人结构设计及底盘静力学分析

针对超市货品整理搬运效率低的问题,基于Inventor设计了一款智能化的超市货品搬运机器人。完成了机器人的整体结构设计,分析了执行机构和底盘的结构组成及工作原理,并针对底盘关键部件进行了静力学分析,分别研究了车轮轴、车轮支架、车轮轮毂及底盘的变形、应力及应变情况,可为解决超市货品整理工作的相关搬运机器人的设计提供参考。