一种双工位旋转式上甑机器人设计

上甑是白酒酿造的关键工序,为解决传统白酒酿造上甑过程中劳动强度大、酒质及产酒率不稳定等问题,依据上甑过程的工艺要求及标准,设计了一种双工位旋转式上甑机器人。该机器人采用3个旋转关节和撒料器实现上甑铺料的平面定位,平移关节实现撒料高度的控制。对机器人的正、逆运动学进行了解析求解和验证,采用Monte⁃Carlo法模拟了上甑机器人的工作空间;基于有限元方法对关键部件进行了强度及模态分析。通过物理试验样机的现场测试,表明样机上甑相比于人工上甑的出酒率提高了10%左右,尾酒度数降低了5°~7°,有效提高了上甑的效率,验证了设计的可行性。模拟仿真与样机测试结果表明:文中上甑机器人的结构及功能满足设计要求,可为上甑机器人的设计及后续性能优化提供参考。

U型障碍物多方向多层填充的移动机器人改进蚁群算法

针对传统蚁群算法在移动机器人路径规划中典型的U型障碍物死锁问题,提出了一种U型障碍物多方向多层填充的改进蚁群算法。首先证明了路径规划的最优解不会进入U型障碍物之中;其次证明了运用此多方向多层填充法在填充U型障碍物解决死锁问题的同时,不会造成原有通路的阻塞,具有原通路保持性,且填充的迭代次数与迭代总时间少;之后对填充图形的迭代次数给出了理论性的判定,此填充方法不仅适用于U型障碍物还适用于其它可填充区域,且其对于可填充区域可实现完全填充;最后将此填充方法与蚁群算法结合。仿真结果表明,改进蚁群算法相比于传统蚁群算法有效率提升。

抛矸机器人研发及应用

针对目前煤矿矸石回填普遍采用抛矸机作业存在操作人员所处环境恶劣、健康危害大、矸石回填不到位、智能化程度低等问题,介绍了新型回填作业工艺,研制了具备自调速抛射机构、导航系统、雷达建图、自主作业模式的抛矸机器人,可代替抛矸机实现自主矸石抛撒、回填、补漏等,大幅提高了井下工人工作效率和作业安全性,以及矿山设备智能化水平。

基于机器视觉的文件扫描机器人缺失数据填补

由于扫描环境噪声过高,导致机器人扫描文件图像内部分信息无法识别读取,为此,提出一种基于机器视觉的文件扫描机器人缺失数据填补方法。采集机器人的历史扫描缺失数据,划分不完备数据集及容差属性数据集,利用对数非自然函数识别数据集内的缺失数据,自适应函数值越大的数据,估计缺失的概率越高。采用机器视觉技术结合扫描机器人激光映射特点,根据扫描点的时间序列关系,提取扫描区域内的中心值。根据中心值判定邻近范围内的数据是否存在噪声影响,采用收敛模型实现填补。仿真实验证明,所提方法填补效果极佳、缺失数据识别率较高。

智慧加油机器人技术发展现状与展望

传统加油模式工作环境较差且存在风险,而智慧加油机器人无需人工操作,自动完成加油过程,可有效提升加油效率、减少劳动力需求,并规避人工操作风险、降低运营成本。介绍了国内外加油机器人的技术发展现状,对机械结构、安全防护、加注接口、识别定位4项关键技术进行分析归纳,并对未来发展方向进行了展望,即完善智慧加油机器人车型适配度。提出要定期对机器人加油站进行风险评估和安全检测。

基于RRT^(*)的弹药装填双机器人路径规划

针对当前双机器人路径规划复杂的问题,提出了基于RRT^(*)(rapidly-exploring random trees,RRT^(*))算法的弹药装填双机器人路径规划方法。首先,建立双机器人运动学模型并对其工作空间进行分析,确定了双机器人运动过程中发生干涉的可能性;其次,采用RRT^(*)算法,以主机器人末端执行器的路径为障碍物,对从机器人末端路径进行规划,得到从机器人初始路径后,利用碰撞检测算法对路径节点处机器人实际构型进行碰撞检测,反复迭代直至规划出无碰撞机器人路径。最后进行仿真实验,相对于传统RRT^(*)算法,规划出的路径长度缩短,双机器人可以进行无碰撞运动。结果表明本文所提出的双机器人路径规划算法的有效性。

光纤激光填丝熔覆系统开发

传统的激光熔覆技术采用金属粉末添加方式,生产效率较低、合金粉末价格昂贵,同时由于合金粉末极易氧化,形成的涂层致密性较差,在实际工业应用领域受到较大的限制。针对传统激光粉末熔覆技术存在的问题,开发了一套光纤激光器填丝熔覆系统,采用IPG光纤激光作为热源,采用TIG-Mate自动送丝装置实现填丝控制,通过LNC-R8200A控制器实现对上述机构的时序控制。试验结果表明,开发的光纤激光填丝熔覆系统,可以高效优质地实现激光熔覆过程。

液态二氧化碳无人充装系统

传统的液态二氧化碳充装方式是采用人工操作开关阀门控制液态二氧化碳充装量,传统充装方式容易出现充装量不准确、充装工人危险性高、体力劳动强度大的问题。为解决这些生产难题,自主研发设计了液态二氧化碳无人充装系统。生产现场无需人员参与,智能化充装控制,利用机器人上下气瓶、气瓶散装格搬运智能小车进行划区域摆放散装格,具有充装量一致、安全、节省劳动力、提高充装效率、提升员工工作形象的特点。

酒醅上甑机器人在酱香型白酒酿造生产中的应用研究

酱香型白酒是我国白酒的基础香型之一,工艺过程需要2轮投粮、8次固态发酵和多轮次馏酒,酿造流程较多,涉及的工艺十分复杂。传统人工酿造效率不高,难以满足新时代人们对酱香型白酒的需求。因此,需要结合社会及科技发展趋势,积极合理应用酒醅上甑机器人,依托其自动化、结构简洁和易操作等优势,改善工艺、生产模式和安全合理性,增强酿造效率及规范合理性。基于此,本文以酱香型白酒酿造为切入点,针对酒醅上甑机器人应用展开系统化分析与研究。

上甑机器人在白酒固态蒸馏中的应用现状与探讨

机器人上甑是白酒生产自动化发展中难度较大的环节,抖动式机器人和旋转式机器人是当前两类主流上甑机器人,本文介绍了两类上甑机器人的结构组成及其工作原理,并针对"探气上甑,均撒匀铺"的工艺要求探讨了两类机器人在"铺料"工艺上的优缺点,以及"探气"工艺上的不足。最后,根据探讨的不足之处,对上甑机器人未来的研究方向提出了个人见解,并对其在未来白酒生产中的重要意义进行了展望。

草莓采摘机器人的研究:Ⅲ.扫描线填充算法在草莓图像孔洞填充中的应用

为解决强光照射导致的草莓图像分割后的内部孔洞问题,采用扫描线填充算法对孔洞进行填充。首先提取图像中整个草莓果实区域的轮廓线,在分析水平扫描线和区域轮廓线相交的各种可能性后,快速求取扫描线和轮廓线的交点,然后进行交点配对和区域填充,通过对整个草莓果实区域的填充实现孔洞填充。对150幅有孔洞的草莓图像进行填充试验,结果表明,采用该算法可以填充目标图像中的所有孔洞,填充准确率为100%,填充效果与孔洞位置、大小、数量等因素无关。与其他填充算法相比,该算法流程简单,复杂度低,填充结果准确可靠,可推广进行其他图像孔洞的填充。

机器人焊接大型接头多道焊填充策略

提出了一种可用于机器人焊接大型V形焊接接头多道焊填充策略。通过分析各种焊道截面形状 ,给出V形接头第一层敷设一道焊道 ,由第二层开始每增加一层也相应的增加一道焊道的敷设方法 ;在采用等截面积焊道的条件下 ,推导出从第二层开始以后有近似相等的层高 ,从而提出了设定多道焊焊接层数以及每层焊道数的规划方法。该填充策略具有各焊道截面积相等、所有焊道的焊接参数均相同、规划简单及适应性强的优点 ,克服了以往填充策略中焊接参数频繁变化、焊接质量不易保证的不足。试验表明 。

浓香型固态发酵白酒自动上出甑蒸馏装置研究

针对浓香型固态发酵白酒上甑蒸馏过程中存在的机械自动化水平低、出酒效率不稳定的问题,设计研究了自动上甑蒸馏装置和自动出甑装置。通过采用"三工位"转盘甑,螺旋输料装置、出料装置,实现了酒糟的输送、打散、逐层均匀松散上甑,并采用出甑装置出甑。采用该装置进行上甑蒸馏,结果表明,上甑蒸馏装置可实现自动化上甑蒸馏,所获原酒质量比较稳定,降低了工人劳动强度,提高了蒸馏的出酒效率。

机器人自动上箱系统在卷烟装封箱机组的应用

为解决卷烟生产过程中装封箱机组人工上箱方式工作效率低、差错率高以及与辅料物流系统自动化、信息化衔接不畅等问题,利用工业机器人和图像识别技术设计了自动上箱系统。该系统采用具有6关节的轻型工业机器人,满足纸箱抓取灵活性需求;选用带有多级真空发生器的大面积蜂巢式真空吸盘作为夹具,有效提高系统可靠性;图像识别系统通过工业智能相机采集与纸箱相关信息和数据并进行图像运算。应用效果表明,机器人自动上箱系统实现了对纸箱的自动解带、识别、上料、抓取以及送料工位与AGV(Automatic Guided Vehicle)系统的无缝对接。与传统输送方式相比,辅料AGV的复合循环作业比例增加了40%,减少了AGV数量;与传统的人工上箱方式对比,机器人上箱的准确率可达到99%,降低了人工劳动强度,提高了工作效率。

基于改进人工势场法的救灾机器人路径规划

针对矿井障碍物复杂多变、救灾机器人采用传统人工势场法进行路径规划易陷入局部极小点的问题,提出一种基于改进人工势场法的救灾机器人路径规划方法。该方法通过在引力场中加入扰动场来改变引力场函数,使救灾机器人在陷入局部极小点时自主走出局部极小点;结合障碍填充法,通过对凹障碍物进行虚拟填充,形成新的障碍物并产生相应的斥力场函数,避免救灾机器人再次陷入局部极小点。仿真及测试结果验证了该方法的可行性及有效性。

自主机器人指定颜色形状属性物体的识别方法

机器人在自主行进的过程中,依靠视觉系统自动捕捉目标,并将目标物识别出,是智能机器人的关键技术之一。为解决机器人移动过程中对已知颜色形状属性的目标物的识别问题,对基于YUV颜色空间的种子填充彩色图像分割方法进行改进,在各种背景下有效地实现机器人视觉系统对已知颜色形状的目标物的识别,对变化光照具有较强的适应性。

一种基于颜色聚类和种子填充的目标识别算法

针对类人足球机器人目标识别易受光照强度变化影响的问题,改进了常规的扫描线种子填充算法,提出了一种基于颜色聚类分割和种子填充的目标识别算法。该算法采用HSI颜色模型,依据亮度和饱和度信息对图像粗分割,基于阈值将彩色区域和灰色区域分离,同时将灰色区域二值化;基于色调直方图聚类分析对彩色区域的像素进行了归类,通过改进扫描线种子填充算法实现了色块的最简扩充和特征提取,使颜色分割和特征提取同步进行,解决了目标物体的快速、精确识别。实验结果表明,该算法抗干扰能力强,分割精度高,能满足实时性要求,具有一定的实用价值。

一种基于改进人工势场法的局部路径规划算法

针对在存在复杂障碍物的环境中,利用人工势场法进行移动机器人路径规划时出现的局部最小值和目标不可达问题。本文提出了一种基于凹形障碍物补齐的改进人工势场法进行局部路径规划。首先,通过对凹形障碍物补齐,防止机器人进入局部最小值区域。然后,通过新增距离影响因子,改进了斥力场函数,使目标点成为全局势场中的最小点,防止机器人陷入目标不可达区域。最后仿真结果表明,本文所提出的改进人工势场法可以解决存在复杂障碍物的环境中的局部最小值问题和目标不可达问题,并且相对于其他算法,可以有效减少路径补偿,提高规划效率。

灌装线码垛机械手的设计与研究

介绍了一种用于灌装生产线搬运码垛的新型机械手。该机械手采用机械加电动为主、气动为辅的码垛方式,完成桶装水的抓取、搬运、码放工作,具有效率高、结构简单、运动平稳、符合食品卫生要求的特点,这种技术同样适用于其他桶装物品的搬运、码垛作业。

注水管内移动机器人的驱动建模方法研究

为了满足注水管内机器人检测系统运动平稳性的要求,研究了机器人防滑转牵引驱动的动力学建模方法。通过建立驱动轮与检测系统的动力学综合模型,并适当变换控制参数,以机器人的输出牵引力为反馈输入,使驱动轮转矩跟随附着系数达到运动速度调整。仿真结果表明,驱动系统能够获得自行调节能力,维持牵引运动平稳,验证了模型的有效性与可行性。基于附着系数进行牵引力反馈输入,可以满足机器人运动控制的要求。