露天输煤管带机智能巡检系统研究

针对露天输煤管带机系统人工巡检工作量大、效率低、受环境制约难以开展作业等问题,设计了一套管带机智能巡检机器人系统。该系统结构组成包括巡检机器人、灭火机器人及物资运输机器人本体结构,巡检轨道、通信层与基站层等配套结构。系统的环境适应性强,可应对低温、强风、雨雪等恶劣环境。系统可替代人工巡检作业,监测功能齐全、适应性强,解决了人工巡检面临的任务重、效率低、故障难以追溯等问题。

露天输煤管带机巡检机器人研究与设计

露天输煤管带机是智慧煤矿建设关键一环,已实现了智能化煤矿外运。针对管带机本身巡检仍依靠人工作业,存在效率低、作业任务繁重及人身安全隐患等问题,研发一种露天输煤管带机巡检机器人。该机器人可实现托辊状态、温度及周围异常环境等智能监测并提供声光报警,替代人工巡检作业,全天候不间断巡检,提高输煤管带机巡检质量及安全管理水平。

基于PC104和网络驱动电机的移动机器人控制系统

根据移动机器人重构和多执行器的特点,研制出基于高可靠性的PC104和独特直流电机驱动控制网的开放型控制器.控制指令和数据的广播或点对点的通讯以及电机运动模式的在线转换可以通过RS232/485网络轻松实现.基于事件的分级并行竞争式的控制结构,对于移动机器人在未知环境中的避障导航,具有切实可行的实际意义.实验表明:这种控制系统具有多任务的适应性、结构开放性和高可靠性.

全方位移动清扫机器人控制技术的研究

研制出一种全方位移动清扫机器人 ,可实现大面积区域室内地面的清扫服务。结构开放性、模块通用性和反应快速性为原则 ,设计出一种适合于机器人服务的控制系统 ,提出了一种分级并行控制结构 ,阐述了硬件结构和软件流程 ,提出了电源管理和腔路转换两种节能措施 ,最后给出了现场试验结果。

移动机器人多信标SLAM技术

针对大型煤矿中的露天移动机器人自主行走问题,应用基于卡尔曼滤波的SLAM算法,研究了移动机器在不携带惯性导航设备,也无先验地图的情况下,通过自身携带的传感器与环境特征量进行应答式通信,建立环境地图,并利用该地图计算自身位置,从而实现自主导航与定位。仿真结果显示,SLAM算法的定位误差保持在±1 m以内,速度误差保持在±0.2 m/s以内,对环境特征量的定位误差随着机器人的移动逐渐减小,最终保持在±2 m以内。同时,通过对不同距离量测噪声与速度量测噪声的情况也进行了分析。仿真结果显示,当保持距离量测噪声不变,增大速度量测噪声时,或保持速度量测噪声不变,增大距离量测噪声时,SLAM算法的定位精度均会下降。研究表明,基于卡尔曼滤波的SLAM算法很好地控制了移动机器人在未知环境中的定位误差,保证了机器人的定位精度。

基于移动机器人的可重构多智能体系统平台的构建

介绍了构建基于移动机器人的可重构多智能体系统实验平台的方法 .在详细分析了可重构系统的主要特点的基础上 ,阐述了分布式人工智能领域中任务分解理论、多智能体基于对策论的协调理论 ,给出了构建实验平台的实现策略 ,包括整个可重构系统的体系结构设计、单智能体结构设计 .最后 。

未知环境下履带式移动机器人SLAM研究

针对移动机器人在未知环境下自主导航时,仅利用单一传感器出现的不能及时定位、构建的地图不精确、鲁棒性不强等问题,提出一种双目视觉与激光雷达信息融合的组合导航方法,建立包含世界坐标系的路标数据库,并获得全局环境下的特征地图进而实现自主导航;通过在安装有开源机器人操作系统(ROS)的履带式移动机器人上进行实验。实验结果表明:通过上述方法进行多传感器融合,能够构建可靠性更高、更精确的2D栅格地图,提高了移动机器人同步定位与地图构建(SLAM)的鲁棒性。

抚顺煤矿西露天采场裸露岩石的污染潜势研究

利用净产酸量、净产酸势实验和连续化学浸取实验,研究了抚顺西露天采场裸露岩石的酸化潜势和重金属的表生活动性。结果表明,露天采场的裸露岩石在自然风化过程中会发生酸化,油母页岩属于中高度产酸范围,绿色泥岩、褐色泥岩处于低度产酸范围。原岩中Zn的潜在表生活动性最强,原岩中Zn含量的95%左右可被带出,进入表生环境;Cd,Cu,N i的潜在表生活动性有所差异,但原岩中Cd,Cu,N i含量的50%以上可被浸出进入表生环境;Pb的潜在表生活动性相对较小,只有20%的可被浸出进入表生环境。研究结果为预测煤矿开采环境污染的程度和防治提供了理论依据。

基于混合环境模型的自主移动机器人环境探索研究

针对未知室内环境,提出了一种基于度量-拓扑混合式地图的高效的自主移动机器人环境探索策略:移动机器人根据当前传感器数据实时构建环境通路点拓扑地图,对各个环境通路点进行细致分析与处理,选择最优的即时目标点作为规划的探索方向;在Rao-Blackwellized粒子滤波(RBPF)框架下,将基于栅格地图的同步定位与地图创建(SLAM)算法引入到机器人自主探索任务中,提供准确的机器人位姿估计,以有效改善拓扑节点的位置精度,保证机器人顺利完成探索任务。基于上述策略提出的环境探索算法能够兼顾探索效率与精度。通过在配有激光测距仪的Pioneer3-DX型移动机器人平台上进行现场实验,有力验证了这种探索算法的有效性及实用性。

露天煤矿下多机器人协同煤矿搬运方法研究

针对露天煤矿下多机器人协同煤矿搬运问题,建立了由控制中心、无线网关和无线传感器组成的无线传感器网络来控制多个机器人协同工作。为了实现高效的合作,以任务完成时间衡量机器人的合作效率,提出了基于效率最优的任务分配机制,采用蚁群算法,由控制中心进行集中式任务分配,并通过无线传感器网络告知机器人,实现了多机器人合作。利用无线传感器节点的定位信息,采用基于到达时间差的定位方法实现了机器人定位,使得机器人可在露天煤矿自主搬运煤矿。搭建了无线传感器网络,并用Pioneer III机器人和能力风暴机器人模拟煤矿搬运,模拟结果证明提出的方法可以实现露天煤矿下多机器人的协同控制,使机器人在最短的时间内完成任务。

变电站带电水冲洗机器人开放式控制系统

为了解决人工水冲洗变电站设备的问题,文中介绍了一种新型的变电站带电水冲洗移动机器人及其开放式控制系统结构体系.首先,介绍了变电站带电水冲洗移动机器人总体设计,然后,给出了该机器人开放式控制系统结构体系.变电站带电水冲洗移动机器人采用基于PC机、触摸屏和运动控制器的开放式控制系统,提高了控制系统的开放性和交互性能;基于分层递阶控制的思想,将控制系统划分为组织级、协调级和执行级三个层次,通过各层的配合保证了运动控制算法的实时性和各子系统的协调工作.

采摘机器人模糊油门行走控制器设计

针对采摘机器人在复杂果园条件下,行走稳定性差的特点,着眼于研究平滑的油门运动并维持特定的驱动速度,依据油门开度和驱动轮速度之间的特定实验曲线,设计了一个模糊油门行走控制器。该控制器通过安装在驱动轮上的速度传感器反馈获得驱动轮速度并根据特定关系将其转换成油门开度,由此简化了驱动结构,使采摘机器人驱动速度仅仅依靠模糊油门来调节。最终,通过实验验证了该控制器完全能够适应多变的果园条件,增强了采摘机器人驱动行走的可靠性和稳定性。

开放式移动机器人通用控制平台AWMR研制

详细介绍了自行研制的一台室内自主轮式移动机器人AWMR的结构特点,及其模块化的系统结构,设计了稳定可靠的运动控制系统。该平台具有良好的稳定性、开放性与可扩展性,易于用户根据不同的需要实现相应的配置及在此基础上进行二次开发。

开放式移动机器人嵌入式控制系统的设计与实现

为了解决封闭式移动机器人控制系统存在的诸多问题,提出并实现了一种基于32位嵌入式系统的开放式移动机器人控制系统。开放式控制器集成了友好的人机界面、两种无线通讯接口和多种串行接口,通过串口与本体控制器通讯。系统软件采用嵌入式μC/GUI、轻量级TCP/IP协议栈LwIP和实时多任务操作系统内核μC/OS-II,以多任务和多任务通讯机制管理移动机器人各应用功能模块。讨论了命令控制台和无线通讯等开放式应用方法。将提出的控制系统应用于吸尘机器人平台,实验表明,该系统具有良好的开放性,为功能扩展、多机协调、远程控制和人机混合控制提供了解决方案。

基于SFM的移动机器人运动轨迹的计算方法研究

针对移动机器人在摄像机标定过程中所行驶的运动轨迹计算问题,对摄像机标定的世界坐标系、摄像机坐标系与图像物理坐标系、经典针孔成像模型、标定基本原理、三维重建的SFM思想,以及运动轨迹计算方法进行了研究。首先分析了在摄像机标定过程中的4个常用坐标系之间的转换关系和摄像机模型;其次在摄像机标定中,介绍了基本投影几何、透镜畸变以及基本标定方法;最后在移动机器人运动轨迹的坐标计算原理的基础上,在VC++环境下运用Open CV函数库进行了具体的实验与详细地分析,并使用Matlab计算矩阵公式并得出了相应运动轨迹的三维图。研究结果表明,该方法充分发挥了Open CV函数库功能,提高了实验结果的准确性,完成了摄像机的标定工作,获得了机器人的运动轨迹坐标。

视觉追踪机器人系统构建研究

以低成本机器人Rovio Wow Wee作为下位机平台,通过上位机编程,实现对单目视觉图像和红外数据的在线解析,辨识指定物体,基于前向回溯一致性误差确定待追踪的点,构建视觉追踪机器人系统;并引入在线学习方法,使用追踪、学习和检测算法框架提升了机器人目标追踪的性能。通过PID对机器人进行伺服控制。三组实验初步验证了所提系统的可行性。实验使用C++在Linux下编程实现,并在Github上开源,对科研及市场应用具有一定参考价值。

中央空调管道清扫机器人的设计

针对目前国内中央空调特点,设计了一种专门用于中央空调管道清扫的机器人。该机器人有移动小车和毛刷机构组成,采用 PLC 控制,从结构和软件上均保证了其工作的安全性和可靠性。

WiMAX论坛开放零售认证计划

WiMAX论坛于2010年5月推出了开放零售认证计划。文章介绍了该计划的背景,并指出了该计划对WiMAX产业链中的各个环节带来的利益,文章同时分析了该计划与传统认证计划的不同之处,重点介绍了新增加认证项目。

基于工业机器人的压缩机开盖设计

采用标准工业机器人和PLC控制系统来实现全自动化的空调压缩机开盖功能,机器人和PLC控制系统采用PROFINET总线进行通信以及数据交换,该系统通过工业机器人的检测探头对压缩机外壳的焊接处进行一次360°的信息采集,将其外壳信息进行记录,控制刀具按照已采集到的外壳轨迹信息进行一次360°的走位,即可实现压缩机的开盖过程,再此过程中,PLC控制系统主要完成以下工作:取料、自动换取探头、刀具、夹具、开盖、送入运料小车等动作。通过机器人和PLC的完美配合,提高了开盖设备的自动化程度和企业运作效率。

智能可移动的空气净化器的设计

随着空气污染日益严重,空气净化器已成为人们生活中不可或缺的用品,但传统的室内空气净化器工作时位置固定,无法自行移动,净化效率低下。为此,设计了一种新型的室内空气净化器,该空气净化器通过与智能机器人技术和单片机原理紧密结合,达到了室内空气净化效率最大化的效果。