基于自主移动抓取机器人的多功能实验教学平台设计

为了满足新工科专业建设对机器人工程人才培养中实验教学的实际需求,该文设计了一种自主移动抓取机器人的多功能实验教学平台。平台由装配激光雷达的机器人运动底盘、末端装配深度相机及柔性夹爪的六轴伺服机械臂组成,集成了基于粒子滤波的Gmapping算法场景建图、A*算法+TEB(time elastic band)算法的路径规划和自主导航、基于Aruco_detect算法的视觉识别与抓取功能,实现了基于机器人操作系统(ROS)的仿真场景搭建、数据仿真等。基于该平台,学生可掌握ROS、定位与建图、自主导航、物体识别与抓取等前沿技术,通过仿真与实物相结合的教学方式,学生可深入理解机器人的实际运行机制,掌握机器人系统的开发方式,提升学习效果和应用能力。

基于机器视觉的搬运机器人教学实验平台设计

设计并搭建了基于机器视觉的搬运机器人教学实验平台。它由麦克纳姆轮车体、六自由度机械臂和机器视觉模块等组成。采用单环速度PID控制算法进行运动控制,使用OpenMv模块对二维码与物块颜色进行识别,借助六自由度机械臂和相应手爪,实现了搬运机器人对不同颜色不同形状物块的搬运任务综合实验。实验结果表明,该教学实验平台,能够有效完成多个单项实验和物块搬运综合实验。

基于机器视觉的足球机器人运动实验平台设计

针对自动化、测控技术、计算机、人工智能等专业课程教学中理论知识较为深奥、抽象,难以被学生快速理解消化的问题,提出将基于机器视觉的足球机器人运动实验系统引入到专业课程的实践教学中,可以进行机器视觉系统搭建、嵌入式控制系统设计、图像匹配及畸变处理、机器人控制算法仿真等实验。该实验平台还可以结合学生课外科技活动,有利于培养学生的科研创新能力、团队协作精神以及工程实践能力。

基于多传感器融合的移动机器人教学实验平台设计

笔者借鉴国外较为成熟的经验,将教师通过产学研合作开发的新产品进行技术改造,将最新的科研成果及时地融入到教学实践中。设计的基于多传感器融合的移动机器人教学实验平台可以完成模电、数电、自动控制理论、单片机、计算机控制技术、信号分析与处理、传感器原理及应用等多门涉及自动化专业核心课程的实验。通过该实验平台将课程学习嵌入到实际工程背景中,提升学生的工程实践能力。

智能物料搬运机器人教学实验平台设计与开发

针对智能物料输送过程宏观难以观察、成本昂贵难以复现等问题,利用机电一体化技术开发了一套模拟工厂物料输送的智能物料搬运机器人教学实验平台。该平台主要由控制模块、运动模块、机械手模块、检测模块、电源模块组成,可完成路径寻迹、任务领取、物料识别与搬运功能。该平台可直观展示工厂物料输送的工作过程,有助于加强学生对物料输送过程的认识,加深对机器人结构原理、电路架构、控制流程的理解,为学生开展认知实践、专项实验和综合创新提供学习平台,较好地提升学生的动手实践能力和科研创新能力。

履带式液压支架机器人数字孪生教学实验平台

为了推动煤矿井下机器人数字化与智能化的教学与研究,提供一个灵活、安全、经济的实验与教学环境,设计了一套基于履带式液压支架机器人的数字孪生教学实验系统。该系统由物理系统、虚拟监控系统和数字孪生增强现实(AR)监控系统三部分组成,各系统之间通过WI-FI通信。构建了数字孪生教学实验平台,实现对履带式液压支架机器人的模拟和仿真。通过综合实验,可以加强学生对数字孪生以及虚拟现实(VR)、AR与机器人结合的认识,使学生了解相关技术和设计方法,培养学生的自主创新能力。

双目立体视觉的移动机器人实验平台的研究

带有视觉识别和移动功能的机器人具有较高的操作特性和较大的适应性。本文在对双目立体视觉移动机器人实验平台总体描述基础上,集中详细讨论了该实验平台的轮式移动系统和双目立体视觉系统。

一种机器人分拣教学实训平台的视觉控制系统设计

本文根据应用型本科高校对机器视觉和机器人技术融合的实践教学需求设计了分拣实训平台的视觉控制系统。对视觉控制系统的总体方案、硬件选型、电路连接进行了阐述。1设计背景以工业机器人、机器视觉为核心的智能制造已经成为推动我们制造业转型升级的重要手段。我校将原有的机器人分拣教学实训平台增加视觉单元,设计相应的视觉控制系统来融入机器视觉技术进行实践教学来满足社会需求。

基于计算机视觉的机器人采摘实验平台设计与实现

笔者提出了以计算机视觉为基础设计机器人采摘实验平台的方法,通过构建机器人采摘实验平台实现智能采摘,并设计实例分析。实验结果表明,基于计算机视觉的机器人采摘实验平台可以解决以往平台采摘效率低的问题。

本科生《机器人学》实践教学方法探索研究——基于视觉运动平台的工程教学法

针对当前本科生《机器人学》课程理论与实践教学效果差的情况,探索实践教学的改革与创新,提出了基于视觉运动平台的项目实践及与理论创新相结合的工程教学理念,提高了学生学习《机器人学》课程的兴趣,发挥了学生的主动性和创新能力,使得课程教学效果得到了提高,实现了教学目的。

基于视觉的组合式机器人轴孔装配平台与实验研究

搭建了基于视觉的五自由度组合式机器人装配平台,开展了轴孔装配的实验研究,使用视觉传感器进行孔类零件定位,由机器人装配平台完成自动插轴入孔装配作业。首先,使用Open CV进行摄像机的标定、圆孔轮廓检测;然后,根据装配平台的机械结构和运动特点,改变孔类零件的中心位置,进行插装作业;最后,对多次装配实验研究结果进行分析。结果表明,在机器人平台上的装配误差在0.5mm范围内。

基于机器视觉的机器人智能分拣实验平台开发

针对机器视觉和机器人技术设备分散和功能单一等问题,开发设计了基于机器视觉的机器人智能分拣综合实验平台。将机电传动控制、气动控制、工程光学、图像处理技术、机器人控制技术等有机融合,可开设物料传送装置拆装测绘、光学图像采集系统搭建、单片机控制系统设计、真空吸附搬运分拣气动回路设计、手眼标定与形状匹配图像处理、机器人操作控制、上位机软件开发等实验。该实验平台体现了教学设备的先进性和创新性,有利于提高学生的工程实践和创新能力。

基于机器视觉的工业机器人分拣实验平台设计

为提高机械电子等专业学生的实训质量,设计了基于机器视觉的工业机器人分拣实验平台。平台包括上位机、机器视觉、机器人和气动系统共4个子系统,涉及图像目标识别与定位、图像坐标系与机器人坐标系的转换、吸盘控制系统设计等关键技术,并设计了6组创新型实训项目。通过该实验平台,学生可以进行图像采集与处理、机器人控制以及上位机软件开发等多方面的学习。在近三届共30人的学生中进行的教学实验证明,该实训系统对培养学生的学习兴趣、创新能力和实践能力具有重要作用。

基于视觉的智能搬运机器人实验平台

为提升搬运机器人的智能化程度和可靠性,增强智能搬运机器人和视觉技术的结合能力,根据企业的生产需求,基于实验室的科研项目,实现将视觉技术、搬运机器人和无线控制网相结合,设计了一种智能搬运机器人的实验平台。使用STM32F103作为智能搬运机器人的核心控制板,利用视觉完成路径的识别和目标物体的识别,通过ZigBee无线通信技术实现上位机和主控制的通信,并在上位机中设计控制界面显示智能搬运机器人的运行状态。

轮式机器人立体视觉平台的设计与实现

介绍了一种基于轮式机器人的立体视觉平台设计方案。给出了双目立体视觉原理和数学模型,从摄像机定标和对应点匹配两个方面讨论了形状与位置三维重建,阐述了双目立体视觉平台的设计,重点介绍了硬件平台的组成结构及各功能模块的电路组成与功能实现。该系统可根据具体应用情况灵活配置,因而结构合理、实用性强。

基于开放平台的机器人视觉抓取控制系统设计

设计了一个基于开放式运动控制平台的机器人视觉抓取控制系统。该系统将视觉技术与机器人运动控制系统相结合,采用模块化设计,利用TCP/IP网络实时传输实现信息交互,机器人在视觉引导下完成复杂条件下的抓取作业,系统的可靠性、实时性及可扩展性都得到了提高。该系统应用于自主研发的4轴关节式机器人,运行稳定可靠。

“机电一体化”课程移动机器人协作实验平台搭建与探索

为改善现有实验平台实验项目综合性不强等问题,满足理论与实际应用相结合的实验教学及科研的要求,研制移动机器人协作实验平台。以牧草捡拾堆垛协作机器人为载体,采用机电一体化设计理念和模块化设计思想,以STM32为控制系统核心,结合光电传感技术和多传感器融合技术确保机器人行进路径及检测结果的精准性。学生可以灵活重组不同功能模块,完善软件编程,完成多个捡拾堆垛目标、多种路径控制综合实验。此外,在改善牧草业领域人工捡拾堆垛牧草劳动强度大的现状,提高牧草捡拾的生产效率及经济效益方面具有一定的实际应用价值。

多目移动机器人实验平台的研究

带有多目视觉系统的移动机器人能在同一时间获取更多关于周围环境的信息,从而可以更好地判断周围环境的情况以及自身的处境。提出一种基于双目立体视觉、全景视觉、低位避障视觉的多目视觉移动机器人实验平台,介绍该系统的硬件结构、电机驱动系统、软件结构,重点分析视觉系统的构成与功能。该移动机器人在同一时刻能获得丰富的周围环境信息,从而可以更快地进行自我定位、目标跟踪以及路径规划。

导航机器人演示学习实验平台的设计

针对演示学习控制上的特点,设计了移动机器人演示学习的实验平台。硬件部分主要由PC电脑、微控制器及视觉传感模块等组成;软件部分由VC2008、DCTMCLib运动控制器库以及OpenCV图像库联合编程来实现。最终测试表明:实验平台很好地完成了演示学习移动机器的自导航。

项目导向型“机器视觉技术”课程科研育人教学模式探索

在当今信息技术人才竞争日趋激烈的新形势下,信息类课程教学需多种培养手段并重,以实现理论创新与技术实践并重的目标。文章提出了以视觉机器人教学实验平台为载体的科研项目导向型的科研育人新思路和新方法。利用科研手段和成果来助力教学方法改革,提倡理论实例化与工程实践化的教学形式,以前沿科研成果为支撑,在科研项目中锻炼学生的创新思维,在工程实践中磨炼学生的科研素质和能力,以培养具有扎实理论基础及工程实践能力的信息技术领域创新型工程师人才。