基于视觉跟踪实时引导的传送带跟随方法

针对滚筒输送线场景下的机器人随线质检问题,提出一种基于视觉跟踪实时引导的传送带跟随方法,即通过定位相机跟踪待测目标的运动,实时引导机器人调整动作跟随运动目标并检测。首先,通过顶部固定相机获取包含待测目标的实时视频,构建多目标跟踪(MOT)算法跟踪待测目标的位置与旋转角;然后,通过图像信息解算目标的6D位姿,进一步解算对应的机器人工作点坐标;最后,根据实时工作点坐标在线调整机器人动作,保持机器人末端与工作点重合,实现跟随检测。实验结果表明,所提方法可实现滚筒输送线场景下的机器人随线检测;相较于现有的基于目标检测的跟随方法,不存在跟随偏差累积问题。

运梁机多楔块柔性制动装置的设计研究

轨道制动装置是悬挂运梁设备中的关键部件之一,在架桥施工时发现,现有的制动装置在轨道节段连接处制动时效果较差,通过时易被卡住。鉴于此,文中设计了一种使用伺服电缸驱动的两段式多楔块柔性制动装置。按实际情况对楔块进行受力分析,计算出了楔块的扩力比和自锁性与楔角的关系,综合考虑后取楔角为11°,然后按130kN制动力计算出伺服电缸的推力至少要25.67kN。使用Ansys软件对单段制动装置进行瞬态结构仿真,通过5个步骤模拟该装置的工作过程,结果显示在伺服电缸的推力为30 kN时单段制动装置可以保证至少130 kN的制动力,且整体的应力和变形皆满足设计要求。使用Solidworks软件对2种制动装置进行了3种不同的工况下的运动仿真,结果显示在工况2和工况3中多楔块柔性制动装置在轨道节段连接处的通过性明显优于原制动装置。

自动化轨道式仓库搬运系统构建

【目的】探讨如何将轨道、升降机、自动摆放物品等自动化装置运用至仓库,提升仓库中物品的运输效率和物品存放的便捷性。【方法】利用轨道的特点将装有物品的传输装置运输至升降机之上,再由升降机运输至存储装置后由自动摆放装置将物品摆放。【结果】轨道化仓库便捷、高效的物品运输和存储方式,能更好地满足现代小型仓库的应用需求。【结论】轨道化仓库有更明显的优势和市场需求。

基于改进YOLOv8n+DeepSORT的带式输送机异物检测及计数方法

现有带式输送机异物检测方法存在提取目标语义信息能力弱、检测精度差等问题,且仅对异物进行识别检测,不能准确计算异物数量。针对该问题,设计了一种基于改进YOLOv8n+DeepSORT的带式输送机异物检测及计数方法。对YOLOv8n模型进行改进,再使用改进YOLOv8n(MSF−YOLOv8n)模型对带式输送机异物进行识别;将MSF−YOLOv8n模型的异物检测结果作为DeepSORT算法的输入,实现带式输送机异物跟踪和计数。YOLOv8n改进方法:使用C2f_MLCA模块替换主干网络中的C2f模块,提高网络在颜色信息单一环境下的信息提取能力;使用分离和增强注意力模块(SEAM)改进Head部分,以提高异物被遮挡情况下的检测精度;采用Focaler−IoU优化损失函数,解决检测目标形状差异大的问题。MSF−YOLOv8n模型性能验证实验结果表明,MSF−YOLOv8n模型的mAP50达93.2%,相较于基础模型提高了2.1%;参数量仅为2.82×10^(6),比基础模型少了0.19×10^(6),更适合部署到巡检机器人等边缘设备中;检测精度比YOLOv5s,YOLOv7,YOLOv8s算法分别高2.2%,1.3%,0.3%;其帧率虽然比YOLOv8s和YOLOv8n低,但仍可满足视频实时性检测要求。异物检测及计数实验结果表明,DeepSORT算法的准确率达80%,可准确跟踪被遮挡的锚杆及形状差异较大的目标。

芒来煤矿皮带机巡检机器人系统研究与应用

以芒来煤矿皮带机智能化巡检为背景,研究一种皮带机巡检机器人系统。首先,基于现场调研情况,提出轨道式巡检机器人系统整体解决方案;其次,介绍了皮带机巡检机器人系统的组成部分,并阐述了机器人本体、轨道等各部分的实现方法;最后,展示了皮带机巡检机器人系统的现场应用效果。结果表明,该机器人系统运行稳定、可靠,能解决现有人工巡检痛点、难点问题,实现皮带机的智能、高效监测。

管状带式输送机巡检机器人轨道热胀冷缩问题仿真与验证

管状带式输送机巡检机器人能够有效提高设备的巡检效率,降低设备出现重大故障的概率。由于管状带式输送机通常在户外环境中工作,环境温度的大幅度变化致使机器人轨道发生热胀冷缩,且频繁出现连接处断开、螺栓剪断、轨道变形等故障,严重影响了巡检机器人行走于轨道的安全性。文中采用有限元建模的方式研究轨道的热胀冷缩问题,对不同连接方案时轨道应力、横向变形、支架拉力等指标进行分析,采用轨道之间无间隙硬连接,轨道与支架滑动连接,在轨道活动端设置伸缩缝的方案以实现较好效果。同时,在实际工程中验证了上述方案的可行性,总结了管状带式输送机巡检机器人轨道设计的关键性原则,为今后巡检机器人正常运行提供了保障。

基于RobotStudio的工业机器人输送链跟踪仿真

为提高工业机器人在智能化生产线设计中的效率和可行性分析,提出以ABB机器人仿真软件RobotStudio在输送链跟踪中的实际应用;利用SolidWorks/Pro-E等三维建模软件,对机器人末端吸盘及外围设备进行三维实体建模,转换为Step格式文件导入RobotStudio软件中,完成整个工作站的空间布局;对机器人运动学进行理论分析,添加输送链Smart组件并进行属性设置,对输送链各个窗口进行参数标定;通过工作站逻辑,建立起各个Smart组件和机器人之间的I/O通讯。仿真结果得出:机器人输送链跟踪程序可以同步至实际生产中,产品输送链速度和机器人拾取率有密切关系,在输送链跟踪对机器人的设置方法,也可以对其它用途的工业机器人仿真作为参考,在缩短生产线研发周期和提高设计效率等方面,具有良好的作用。

综采工作面巡检机器人柔性轨道设计与运动学仿真

煤矿井下综采工作面空间狭小、设备动作频繁,位置关系复杂等问题,导致常规巡检机器人难以直接在工作面运行,自动化监测难度大。根据工况需求,结合环境及设备群动作特点,提出工作面巡检轨道设计要求,采用模块化设计、仿真模拟和样机试验的方法,设计一种新型跨座式巡检机器人柔性轨道,实现在工作面环境的安装调节及当安装设备发生动作变形时轨道自身的自适应补偿。首先设计了巡检机器人柔性轨道的机械结构并确定安装运行方式。其次,以轨道跨接在刮板输送机线缆槽一侧为例,分析刮板输送机在平直、弯曲和起伏3种工况下的弯曲和俯仰变形量,并对柔性轨道进行运动学仿真。在3种工况下,该轨道可随工作面设备完成水平弯曲0~5.4°、竖直倾斜0~6°、伸缩变形0~120 mm,满足实际工况要求。巡检机器人通过柔性轨道时,其主运动方向始终保持匀速直线运动,水平或竖直方向在柔性过度段存在波动,波动幅值均在安全允许范围内。最后搭建柔性轨道物理样机及工作面试验平台,对工作面巡检机器人柔性轨道进行性能验证。结果表明:新型跨座式巡检机器人柔性轨道结构设计合理,可以适应工作面巡检的不同工况,对实现煤矿井下综采工作面机器人巡检具有重要意义。

基于单目视觉的高速并联机器人动态目标跟踪算法

在高速并联机器人视觉分拣系统中,由于安装误差等原因,视觉系统与传送带以及机器人与传送带之间会存在一定的角度偏差,导致目标物体在分拣系统中的定位精度较低,使机器人末端不能精确抓取动态目标.而且传统的单目视觉定位及跟踪算法存在精度低、运算速度慢等问题,影响视觉分拣系统的计算速度,降低系统的实时性.针对以上问题,提出了一种基于圆特征的单目视觉定位与传送带标定结合的动态目标跟踪算法,首先不需考虑相机坐标系与传送带坐标系的角度偏差,拍摄一个圆形目标,并以光心为顶点构造直椭圆锥的几何成像模型.在此基础上利用其几何关系求取圆心在相机坐标系下的深度信息,再结合传送带标定与张正友标定方法,确定传送带编码器的比例因子以及机器人坐标系和传送带坐标系之间的角度偏差,并实时跟踪圆形目标运动过程中圆心在机器人下的位置.最后,对所提算法和传统算法分别进行实验对比,结果表明,该动态跟踪算法通过圆锥投影的几何关系推导圆心的空间坐标,避免了传统复杂的非线性方程求解,定位精度和计算速度大幅提高.该算法消除了传统算法的角度偏差,平均位置误差为0.82 mm,具有较高的定位精度.运行中系统耗时较短,运行效率得到了有效提高,且误抓率和漏抓率分别为0.2%和0,具有很高的实用价值.

基于视觉和输送链跟踪的机器人分拣系统设计

在工业物流领域,机器人视觉分拣已得到广泛应用。为提升对位置和颜色随机的物料的自动化分拣效率,设计了一套融合机器视觉技术和输送链跟踪技术的机器人分拣系统。在该系统中,康耐视智能相机负责捕获物料图像、识别颜色并计算位置,通过socket通讯协议,将颜色和静态位置数据发送给IRB360并联机器人。DSQC377专用输送链跟踪板负责采集实时位移数据。机器人通过将接收到的静态位置数据和输送链跟踪板采集到的实时位移叠加,计算出物料的实时坐标,完成对物料的抓取,并依据颜色信息对物料进行分类,放置在出料带上。研究中详细的程序流程图展示了机器人和智能相机的操作流程,同时对系统的整体调试步骤进行了深入描述,实际应用案例的测试结果证实了工业机器人视觉引导技术与输送链跟踪技术结合的有效性。

带式输送机输送带在相邻托辊间的弧长分析

根据输送带在托辊间实际受力情况,建立了输送带的轨迹方程,推导出了输送带在相邻托辊间的弧长公式,与目前常用的弧长公式进行比较,得出误差并分析。详述了输送带轨迹方程及弧长方程的建立过程,对工程实际中确定输送带的长度起重要作用。

管状带式输送机常见故障分析及对策

管状带式输送机是现代化生产的主要物料输送工具。文章通过对管状带式输送机工作原理及运行中经常出现的各类故障进行详细分析,查明了管状带式输送机运行过程中皮带跑偏、翻转、撕裂、胀管等故障发生的原因,制作并安装了防跑偏装置、多套防撕裂撒料装置及防胀管装置,可有效降低皮带损失及管状带式输送机故障率,保证生产的正常运行。

带式输送机单向托辊研究

单向托辊是防止带式输送机逆转、下滑的重要装置。通过分析传统单向装置特性,设计了一种结构小巧的纯机械式单向装置,并对其进行了力学与结构分析,证实了其结构的可靠性,彻底解决了传统单向装置的弊端。

基于Delta并联机器人的传送带动态跟踪

Delta并联机器人是最典型的空间三自由度移动的并联机构,其在3C电子产品行业、食品包装行业、生物制药行业均得到了广泛的应用。主要以Delta并联机器人为研究对象,通过视觉系统定位物体的位姿,再结合传送带编码器的位置反馈信息,计算出物体在机器人坐标系下面的实时位姿。实验结果表明,机器人在位置模式下,通过改进后的PID算法,能预测传送带上物体的位姿,并实时调整自身移动速度和末端位姿来跟踪传送带上的物体,最终实现对目标的动态跟踪抓取。

基于切换控制的双相机视觉伺服方法

针对家电产品机器视觉在线检测应用场景中基于图像的视觉伺服不能保证全局收敛和单目视觉反馈不佳的问题,提出一种基于切换控制的双相机视觉伺服方法。首先使用全局相机估计目标位姿,引导机器人运动到期望位姿附近,确保视觉伺服方法能够收敛;然后根据机器人手上相机提供的图像偏差和深度信息,以及全局相机提供的目标速度和姿态实现双相机视觉伺服控制。相对于使用单应性矩阵的位置视觉伺服和混合视觉伺服方法,该方法能够定位与跟踪无标记目标,大幅提升跟踪的精度和稳定性。实验表明,基于切换控制的双相机视觉伺服方法可将控制周期缩短至33 ms,满足传送带速度在0.17 m/s范围内的机器人可获取清晰图像,实现实时跟踪检测。

上运带式输送机防逆转下滑的措施分析

一旦发生带式输送机逆转事故,可能造成机毁人亡的后果。介绍用单向托辊阻止输送机逆转和胶带断带下滑以减少事故的方法。阐述单向托辊的摩擦制动原理,并通过力学分析和实验加以验证。实践结果表明单向托辊工作性能可靠。

双轨悬挂自行输送机动力学优化分析

建立了双轨悬挂自行输送机动力学模型,根据此模型进行灵敏度(即性能参数对设计变量变化的敏感程度)分析,选择对驱动力矩影响相对较大的设计变量,对目标即电机输出扭矩均值进行了优化。

高层立体式停车塔的设计和仿真建模

高层立体停车塔,是现代停车库发展的必然趋势.在此推出的这种自动化程度较高的立体停车设备,具有占地面积小,空间利用率高等优势,可极大缓解城市停车难的现状.本文分别从研究背景、设计原理、创新特色和应用前景对该设备进行全面详细阐述,并利用CAD制图作出停车塔占地面积和相应尺寸,通过BIM仿真建模技术对停车塔的三维立体和局部构造进行生动形象的展示.这样通过CAD与BIM的结合,以体现设备现代化程度和改善城市停车状态的重大意义,展示其广阔的发展前景.

基于采煤机运行轨迹的刮板输送机竖直面形态解算方法

针对在综采工作面底板不平整的复合工况条件下,刮板输送机竖直面形态检测时需布置大量传感器,导致测量困难及精度不高的问题,利用捷联惯导系统,提出了一种基于采煤机运行轨迹的刮板输送机竖直面形态解算方法。首先,利用等效旋转矢量法解算捷联惯导系统的信息以得到采煤机运动轨迹;其次,对采煤机与刮板输送机中部槽的实时形状耦合关系进行研究,建立了基于采煤机运行轨迹的刮板输送机竖直面形态解算模型,测量刮板输送机初始位置处4~6节中部槽的俯仰角作为先验信息,再滚动计算出采煤机运行过程中所经过各节中部槽的俯仰角,从而获得工作面刮板输送机竖直面的形态;最后,搭建了采煤机与刮板输送机联合模拟实验平台进行实验验证。实验结果表明:刮板输送机模型的解算形态与实际形态的误差小于15mm,满足实际工作要求的检测精度。利用该解算方法可以实时准确地掌握刮板输送机竖直面的形态变化,避免刮板输送机因弯曲角度过大而损坏,保证刮板输送机正常工作,同时可为采煤机下滚筒的调高提供信息,保证综采工作面的平整性。

带式输送机用复合运动纠偏装置

带式输送机运行过程中输送带跑偏现象时常发生,安装合适的纠偏装置有利于带式输送机的正常运行。常见的纠偏装置靠纠偏辊单一平面内的偏转进行调偏,调偏效果不佳。在分析现有纠偏装置的纠偏原理的基础上,介绍了一种摆动托辊架可进行水平摆动与竖直摆动相复合的纠偏装置;纠偏过程中,该装置的纠偏辊在水平面旋转的同时在竖直平面摆动,纠偏装置具有更好的纠偏效果。