检测与机器人传感器技术课程教学内涵式发展策略探究

以实现高等教育内涵式发展为目标,围绕推动教学创新,培养一流人才的教育理念,介绍了检测与机器人传感器技术课程的教学内涵式发展策略的实践探究过程。从课程大纲的修订,教学方式的调整,现代信息技术的使用,课程思政的融入,考核效果的分析,教学持续改革的措施等方面进行了详细的阐述,为推进检测与机器人传感器技术课程教学内涵式发展,推动课堂教学改革,提升创新性应用型人才培养质量起到了积极促进作用。

基于蓝牙技术的智能机器人传感器网络研究

蓝牙技术是当前最新的短程无线通信技术标准。今以蓝牙技术 ,构筑了机器人无线传感器网络 ,取代了电缆连接 ,给出了系统整体架构和网络模型 。

基于RBF神经网络的水下机器人传感器状态监测方法研究

为了实现水下机器人多传感器状态监测,根据其工作环境及所配置传感器的数量,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络的传感器状态监测方法,建立了二级神经网络监测模型,解决了多传感器故障诊断和信号恢复的问题.基于某型水下机器人海中试验数据进行计算机仿真试验的结果,验证了该方法的有效性和可行性.

基于IEEE1451.2的机器人传感器接口STIM的设计

针对机器人感知系统应用,基于IEEE1451.2标准及其修订建议,设计了以C8051F040为核心的智能变送器接口模块STIM。STIM的电子数据表单TEDS的设计是在IEEE1451.2标准的基础上,结合了机器人传感器应用的特殊情况,在实现Meta TEDS和Channel TEDS的同时,设计了终端用户特殊应用TEDS的用户数据格式及其定义,并基于可扩展标记语言XML,实现虚拟TEDS,使用微软XML解析器接口DOM和SAX,实现了STIM的TEDS文件的可视化自动配置以及应用编程接口API和DLL。最后,针对基于CAN2.0B实现的变送器独立接口TII,给出了具体的协议实现。

基于XML的可编程机器人传感器接口模块的设计

针对机器人感知系统的应用需求,提出一种基于ARM和嵌入式操作系统μC/OS-II的通用实时数据采集接口模块用于神经元节点的实现。采用XML(可扩展标记语言)描述接口模块的电子表单信息,结合IAP(在应用编程)方法实现通用模块的定制化,使之适应不同的应用需求。

机器人传感器触觉心理量检测的研究

为了让机器人传感器具有触觉心理感知的能力,提出从接触力信息中提取被接触者触觉心理量的方法。该方法从人类触觉的心理物理学定律出发,在实验测量基础上拟合出人体皮肤触觉心理量与外部刺激之间的数学关系,将其应用到机器人传感器中实现了对接触者的触觉心理量的检测。实验证明:这种方法具有信号处理简单、误差小等优点。

机器人多维力传感器

多维力觉感知系统在柔性精密操控、零力示教、轮廓跟踪、自动柔性装配、机器人多手协作、机器人临场感和遥操作、机器人虚拟和远程手术、康复训练等场合有巨大的需求。力敏元件的性能是决定机器人多维力传感器的各项性能指标的关键因素之一。早在20世纪70年代初,力觉信息的获取和应用就已开始被国际上关注,并获得了初步的探讨。自20世纪80年代末起,我国学者也开始关注和研究力觉感知技术。对机器人多维力传感器力敏元件的设计和研究进展进行了综述,对高精度力信息获取面临的挑战展开了分析,并对机器人多维力传感器的发展趋势和解决思路提出了一些可行性的思路。

一种新型结构机器人的四维指力传感器设计

建立一种基于E型膜片和双薄矩形薄片结构机器人的四维指力/力矩传感器弹性体有限元分析模型,分析弹性体在4种载荷工况下的应力分布、固有频率和振型,得到弹性体的应力—应变规律及传感器的静态、动态性能,确定应变片的粘贴位置和检测电路,研制用于智能手爪指尖的四维力传感器。研究结果表明,该传感器具有结构简单、灵敏度高、易于标定的特点。

机器人分布多传感器系统的设计

提出一种应用于自治机器人的开放结构分布多传感器系统并具体介绍了视觉输入输出模块和超声波测距模块的实现。以单片机为核心的各传感器接口模块并行处理各传感器信号 ,并通过双口存储器与上位处理器通信。视觉输入输出模块实现三路模拟视频信号的采样输入和一路模拟信号的输出 ;超声波测距模块实现 16路测距信号的采样输入。

基于遗传神经网络的机器人腕力传感器动态建模与补偿方法

介绍用于MotomamV3X机器人上的新型多维腕力传感器,比较遗传算法与人工神经网络的特点,将遗传算法的交叉和变异操作进行改进,提出一种融合改进遗传算法(Genetic algorithm,GA)的函数连接型人工神经网络(Functional link artificial neural network FLANN),并将其用于所介绍的新型机器人腕力传感器动态建模与动态性能补偿中。介绍动态建模与动态补偿原理及改进遗传神经网络算法,给出该传感器的动态模型和动态补偿模型。该方法利用腕力传感器的动态标定数据,采用改进遗传神经网络搜索和优化模型参数,保留了遗传算法的全局搜索能力和FLANN结构简单,鲁棒性好,且具备自学习能力的特点,克服了FLANN容易陷入局部极小的缺陷,具有快的网络训练速度及高的动态建模精度。理论分析和试验结果都证实了所提出的动态建模与动态补偿方法的有效性。

《机器人检测技术与传感器》课程思政案例分析

以机器人工程专业机器人检测技术与传感器课程的思政教育为背景,以“机器人机械结构系统”这一节内容为例,采用翻转课堂方式,对教师与学生的课前准备、课中实施和课后巩固等方面内容进行了探讨和研究。结合课程特点,将思政元素融入专业课程之中,培养学生的家国情怀、使命担当、工匠精神等重要品质,为我国机器人传感检测事业的人才发展打下基础。

用于多传感器机器人的集成开发系统设计

设计了一个用于多传感器机器人控制的集成开发系统,该系统带有一个智能接口,可以集中采集多个传感器的数据,并进行一部分低层的数据融合处理,系统软件为多传感器的研究提供了必要的仿真工具及其他辅助控制算法。系统具有较好的通用性,为基于多传感器的智能机器人的研究提供了一个很好的工具。

机器人和机器人用传感器的发展

根据机器人发展年代,结合信息化与人工智能对于机器人科技的驱动,从机器人主体发展,衍生出机器人传感器研讨。

光纤Bragg光栅力觉传感器在健康医疗领域的应用

在微创手术等现代医疗过程中普遍存在力触觉反馈缺失、健康体征监测系统有待完善和提升等问题,使得力触觉感知成为了机器人领域中热门的研究方向。传统的电学类传感器存在明显的体积大和生物相容性差等问题,难以直接应用于微创手术等场景。光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术因其抗电磁干扰能力强、生物相容性高、宽带宽和尺寸小等特点,正被广泛应用于健康医疗领域。主要介绍了FBG力觉传感器的工作原理及其传感特性,详细叙述了国内外基于FBG的力触觉传感器在健康医疗方面的研究现状和应用情况,并展望了光纤光栅式力觉传感技术在健康医疗领域的发展趋势。

力觉临场感遥操作机器人(1):技术发展与现状

人机交互式机器人作为最具实用价值的特种机器人已成为当前机器人学研究的前沿和热点.临场感(Telepresence)技术是人机交互的核心.首先,回顾了力觉临场感遥操作机器人技术的产生、发展和现状,介绍了力觉临场感遥操作机器人在核领域、空间探测领域与远程医疗领域的应用情况;其次,对力觉临场感遥操作机器人的4大关键技术:传感技术、力反馈与触觉再现技术、大时延控制技术和虚拟预测环境建模技术等进行了综述;还介绍了东南大学仪器科学与工程学院机器人传感与控制研究所近20年来开展临场感遥操作机器人技术研究,以及在核探测、康复医疗领域应用的情况.通过回顾与分析,指出了力觉临场感遥操作机器人技术今后需要研究的几个重点问题.

表情机器人设计与实现

表情机器人的研究在国内还处于初级阶段,为了推进这一新的科学热点的研究,本文从生物学的角度和和谐人机交互的角度出发,运用了机械设计、传感器技术、舵机控制、嵌入式系统、人工智能等技术设计了一个情感机器人头,它可以和人进行对话并产生表情,最终为人机交互的过程中人们能与计算机进行具有情感、自然、和谐的交互提供接口。

力觉临场感遥操作机器人技术研究进展

人机交互式机器人作为最具实用价值的特种机器人已成为当前机器人学研究的前沿和热点。临场感(telepresence)技术是人机交互的核心。对临场感遥操作机器人技术的发展和现状作了回顾,对力觉临场感谣操作机器人的三大关键技术:传感技术、力反馈与触觉再现技术、大时延下的虚拟预测环境建模技术等进行了综述;对临场感遥操作机器人技术的最新前沿即基于生物电信息的人机交互技术进行了介绍;最后并介绍了东南大学仪器科学与工程学院机器人传感与控制研究所近10年来开展临场感遥操作机器人技术研究及应用所取得的成果。

临场感技术中的非视觉传感器问题

本文针对遥控作业机器人十分需要的交互技术,介绍了临场感的概念和主要内容,并着重于临场技术中的机器人传感器内容综述。

遥控移动机器人触觉感知接口的实现

传感器技术在力反馈方面的发展促进了遥操作移动机器人技术的发展。在原有遥控技术基础上,增加了力反馈传感器,这样提供给远方操作者的除了图像和导航信息外,还有触觉信息,因此改进了遥控性能。文章描述了用力反馈操作杆实现的移动机器人触觉感知接口的软硬件实施方法,及通过网络实现的遥操作。

Stewart型六维力传感器的静态解耦实验

本文研究了一种Stewart型机器人六维力传感器的静态解耦实验问题,为该种六维力传感器的实用及其产业化奠定基础,并且介绍了传感器测试原理、标定装置,进行静态标定与解耦实验。实验结果分析表明,该六维力传感器解耦性良好,满程测量精度能达到2%。