新型扫雷机器人的设计与实现

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第一单元第9课《模拟机器人运行(一)》2023-2024学年六年级信息技术下册(重大版)

第一单元第9课《模拟机器人运行(一)》2023-2024学年六年级信息技术下册(重大版)
3、向右边墙移动
4、小组讨论,解决问题
三、作品展示
下面是点点编写的程序,你能理解吗?和你们自己编写的程序对比一下,看看谁的程序更加优化。
教学后记:
扫地机器人清除垃圾的动作怎么实现
虚拟环境中,表现为“当扫地机器人接触到垃圾时,垃圾消失。”
二、小组合作,编写程序
(一)清除“垃圾”
1、小组合作,复习分支语句以及运算逻辑符“且”“”“不成立”
且操作符——两个条件都成立
或操作符——一个条件成立
不成立操作符——条件不成立
2、自主尝试,编写程序
①垃圾消失以垃圾为主体,程序脚本编写在“垃圾”角色上,程序编写完后,拖拉扫地机器人去碰垃圾,看垃圾是否消失,如果消失则“垃圾”角色的程序编写成功
课题
第9课 模拟机器人运行(一)
第一课时
课型
新授
教学目标
1.分支语句复习。
2.扫地机器人沿四边墙走一圈。
教学重点
分支语句复习。
教学难点
扫地机器人沿墙边走一圈
教具实
验准备
计算机房设备准备、练习素材、演示课件等
教学环节设计
一、创设情景,分析任务
在我们的日常生活中,或者是电视上,都见过扫地机器人是怎么工作的?现在谁来给大家介绍一下扫地机器人的工作原理呢?
②“扫地机器人”碰到“垃圾”时,“垃圾”消失,这是在“当作为克隆体启动时”事件下发生的“消失”,即“删除克隆体”。
③由于“扫地机器人”的程序还没有完成,所以在播放器中拖拉出打钩,这样你在舞台中拖拉“扫地机器人”就可以扫地了。
(二)遇到障碍怎么办?
1、画出流程图
2、距离右边墙的距离的程序该怎么编写
扫地机器人的轨迹实际情况很复杂,为了让学生好理解,所以让它围绕墙边走,注意机器人与墙边的距离(30-50为宜)

毕业设计论文--机器人

毕业设计论文--机器人

煤矿救援机器人是一种能够在煤矿井下灾害环境遥控或自主导航工作的机器人,能代替煤矿的搜救队员深入井下,抢救矿难后被困矿工,并以这种方式减少甚至避免救护队员的伤亡。

同时在煤矿爆炸事故后的探测救援过程中,救护人员在井下高温环境下负重作业,其体力以及氧气消耗都很大。

救援机器人主要作用是代替救护人员搬运、转移伤员和遇难者至安全区域,而且救援机器人需要携带必要的救护设备和仪器,因此救援机器人应该具有足够大的尺寸和动力以及良好的续航能力。

首先,本文在满足上述要求的基础上,设计了煤矿救援机器人行走机构的机械部分。

在综合比较后选择轮式的行走机构。

同时考虑到救援机器人的特殊工作环境,通过链传动实现了各轮的同步移动,克服了轮式移动机构跨沟能力差及易打滑等缺点。

参照PACKBOT机器人增加摆臂,机器人伸出摆臂有利于越障。

其次,详细设计了煤矿救灾机器人控制系统的硬件电路,包括数据采集单元电路、运动控制单元电路、编码器解析单元电路等。

关键字:轮式;同步移动;摆臂;数据采集;运动控制Coal mine rescue robot is one kind of robots used in underground destroyed coal mine. It can rescue trapped miners in the underground instead of mine rescue team after mine disaster. It will avoid casualties of mine rescue team in this way. At the same time after the explosion and the rescue process of detection in the coal mine, mine rescue team in underground load operation under high temperature environment, and their physical as well as consumption of oxygen is huge. A major role in the coal mine rescue robot is to replace the mine rescue team to transport, and transfer the wounded and the victims to a safe area. Rescue robots had to carry the necessary equipment and apparatus, so the rescue robot should have sufficient size and power and good endurance capacity.First of all, on the basis of these requirements, I designed the mechanical parts of the coal rescue robot. In comparison, I choose the wheel body. At the same time, I take the special working environment for the coal mine rescue robot into account, so I try to achieve all-round mobile synchronization through the chain drive. And it can overcome the shortcomings of Wheeled Mobile institutions such as the cross-channel capabilities and easy to spin. In refer to PACKBOT robot, I design the arm for the robot, so it can across the barriers more easily.Secondly, hardware circuit of robot control system is designed in detail, such as data acquisition unit circuit, motion control unit circuit; encoder analyzing unit circuit and so on.Keyword:Wheeled;Sync mobile;Arm;Data Acquisition;Motion Control目录1绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 设计背景、意义 (1)1.2.1设计的背景和意义 (1)1.3 设计基础 (3)1.4 国内外研究与应用现状 (4)1.5 本章小结 (5)2行走机构方案确定 (6)2.1 煤矿灾害现场特征 (6)2.2 矿井灾害的非结构环境特征 (7)2.3 行走机构方案选择与确定 (7)2.3.1轮式机器人 (7)2.3.2 履带式机器人 (8)2.3.3 腿式机器人 (9)2.3.4 其它形式机器人 (9)2.4 行走方案的确定 (11)2.5 本章小结 (11)3机器人行走机构的机械设计 (13)3.1 机器人行走机构总体方案 (13)3.1.1 主传动系统设计 (14)3.1.2 摆臂方案设计 (14)3.2 机器人行走机构具体设计 (15)3.2.1 主传动系统的具体设计 (15)3.2.2 摆臂方案的具体设计 (38)3.3 本章小结 (42)4 电气系统的分析与设计 (43)4.1 数据采集单元电路 (43)4.1.1 A/D转换电路设计 (43)4.1.2 高速光耦电路设计 (45)4.1.3 串行通信电路设计 (46)4.1.4 单片机程序设计 (47)4.2 运动控制单元电路 (48)4.2.1 后轮电机驱动电路 (48)4.2.2 摆臂电机驱动电路 (49)4.2.3 串行通信电路设计 (50)4.2.4 单片机程序设计 (51)4.3 编码器解析单元电路 (55)4.3.1 电路设计 (55)4.3.2 单片机程序设计 (56)4.4 本章小结 (57)5 结论 (58)参考文献: (59)翻译部分: (61)英语原文 (61)中文翻译 (68)致谢............................................. 错误!未定义书签。

机器人在国际人道主义扫雷行动中的应用

机器人在国际人道主义扫雷行动中的应用

但 总的来说 ,人工探 雷法误警 高 ,且这 种方法
图 1 A / S 一 4型 探 雷 器 NPS 1
图 3 扫雷用火箭布撒 车
而且 由于这种方法对地表 的建筑和植被具有很强 的破 坏性 ,因此在大 面积排 雷 时,不具有 优势 。我 国在 中越边境地 区曾采用火箭布撒器大面积扫雷 , 但 往往不彻底 , 仍需工兵进行搜 山式 的排查 。 以利用火 所
用。
而丧生 ,地 雷 已使 2 5万人 以上致残 。因此 ,广 大地
现代意义上的地雷最早出现在第一次世界大战中, 雷受害国与 国际社会要求 限制使用地雷、 清除 ‘ 地雷污
当时 的德军使用军用炮弹改装成防坦克地雷 , 炸后 染 ” 爆 的呼声越来越高, 联合 国国际人道 主义维和扫雷行
的使用 。
汽 。 是用狗探 雷时, 但 注意力集 中的时间短 , 狗很快就
由于地雷廉价高效,使用简单,除正规部队外 , 会疲劳 。 狗可 以相 当有效地嗅 出机场及其它面积有 限 其他 非正规武装也不加选择地使用 地雷 。 在取得 明显 的建筑物中的炸药 , 但用它探测大范 围内的地雷时, 则 作战效果的同时 , 地雷对平 民的伤害也 日趋严重 , 极 几乎不可能 。 大地阻碍 了战后重建与经济发展 。 有关 资料 显示 ,目 前 ,世 界上仍有 5 5个 国家生产各种地雷 ,仅杀伤 人
箭布撒器进行大 面积 的国际人 道主义扫雷行动既不经
图 2 中国产 G L l T l 5型探 雷器
效率低下 ,常常还会造 成士兵 的伤亡 。在区域探雷和 排 雷过程 中,越 来越 不受 到欢迎 。因此 ,世界各 国 都在探讨代 替工兵探 雷排雷 的新方法 、新手段 。
2 3利用火箭 伽撒器排雷 .

乐高扫雷机器人教案

乐高扫雷机器人教案

乐高扫雷机器人教案1. 教学目标•理解扫雷机器人的原理和运行机制•学会组装乐高扫雷机器人并进行基本编程•发展学生的逻辑思维和问题解决能力•培养学生的团队合作和创新意识2. 教学内容2.1 扫雷机器人介绍与原理•介绍扫雷机器人的应用领域和重要性•解释扫雷机器人的基本原理和工作原理•演示扫雷机器人的运行过程和作用2.2 乐高扫雷机器人组装•解释乐高机器人套件的组成部分和各个部件的功能•指导学生按照说明书组装乐高扫雷机器人•强调组装过程中的注意事项和安全问题2.3 扫雷机器人编程•介绍乐高机器人编程软件的使用和基本编程概念•演示如何使用编程软件控制扫雷机器人•引导学生编写简单的程序,如前进、转弯、检测地雷等2.4 扫雷比赛与讨论•组织学生进行扫雷机器人比赛,比较不同机器人的性能和效果•引导学生讨论比赛中遇到的问题和解决方法•分析比赛结果,总结扫雷机器人的优缺点和改进方向3. 教学方法•探究式学习:通过介绍原理和演示来激发学生的兴趣,让他们主动探索扫雷机器人的组装和编程过程。

•合作学习:鼓励学生在小组内合作,互相帮助解决问题,共同完成扫雷机器人的组装和编程任务。

•实践操作:提供充足的练习时间,让学生亲自动手组装机器人和编程,并在扫雷比赛中实践运用所学知识。

4. 教学评价方式•学生表现评价:观察学生在组装和编程过程中的参与度、技巧水平和团队合作能力,给予综合评价。

•扫雷比赛评价:根据扫雷比赛的结果和学生发言,评估学生的扫雷机器人性能和创新能力。

•问答互动评价:在课堂上进行提问和互动,引导学生思考并回答问题,对其思维能力和理解水平进行评价。

以上是乐高扫雷机器人教案的详细内容,通过该教案,学生将能深入了解扫雷机器人的原理和应用,并具备组装和编程乐高扫雷机器人的能力。

同时,通过扫雷比赛和讨论,学生能锻炼团队合作能力和问题解决能力。

轮式移动机器人的结构设计

轮式移动机器人的结构设计

目录1 前言 (2)2 机构的驱动方案设计 (5)2.1 机器人运动方式的选择 (5)2.2 轮式机器人驱动方案设计 (9)2.2.1轮式机器人驱动轮组成 (10)2.2.2轮式机器人转向轮组成 (11)2.2.3电机选择 (12)2.2.4减速机构的设计 (17)2.2.5变速箱体、前车体及电池箱 (18)2.2.6后减震及前减震机构 (19)2.2.7车轮和轮毂 (20)3 传动机构、执行机构的设计及受力分析 (23)3.1 传动机构的设计 (23)3.2 执行机构的设计 (24)3.3 机器人受力分析及如何保证加速度最优 (24)4 轮式移动机器人的运动学分析 (26)4.1 轮式式机器人的运动学建模 (26)4.2 阿克曼约束的机器人运动模型 (29)5 轮式移动机器人的运动控制系统设计 (32)5.1 控制系统硬件设计 (32)5.2 控制系统软件设计 (34)5.2.2上位机控制系统软件设计 (34)5.2.3下位机控制系统软件设计 (34)6 结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 前言移动机器人的研究始于上世纪60年代末期,随着计算机技术、传感器技术以及信息处理技术的发展,移动机器人已被广泛应用于工业、农业、医疗、保安巡逻等行业。

机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,也同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。

另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。

国外对于移动机器人的研究起步较早,日本是开发机器人较早的国家,并成为世界上机器人占有量最多的国家,其次是美国和德国。

机器人课程教案完整版

机器人课程教案完整版

传感器与执行器原理
传感器原理
介绍不同类型的传感器,如光电传 感器、超声波传感器等,解释它们 的工作原理和信号处理方式。
执行器原理
讲解电机、舵机等执行器的工作原 理和驱动方式,以及如何实现精确 控制。
控制系统设计
01
02
03
控制算法
介绍机器人控制中常用的 算法,如PID控制、模糊 控制等,解释它们的原理 和应用场景。
安装JDK(Java Development Kit)。
编程环境搭建与配置
01
配置环境变量,如JAVA_HOME和 PATH。
02
安装IDE,如Eclipse或IntelliJ IDEA。
编程环境搭建与配置
01
C环境搭建
02
安装编译器,如GCC或Clang。
03
配置开发环境,如安装IDE(如Visual Studio)或文本编辑器(如VS Code)。
控制系统架构
讲解机器人控制系统的整 体架构,包括感知、决策、 执行等模块的关系和交互 方式。
编程实现
介绍如何使用编程语言 (如Python、C等)实现 机器人控制算法,并提供 相应的代码示例和实验指 导。
04
编程技能培养
编程语言选择及特点
Python
适合初学者,语法简洁易读,拥有丰 富的库和框架支持,广泛应用于人工 智能、数据分析等领域。
Java
面向对象编程的代表,跨平台性强,适 用于大型软件开发,如安卓应用等。
编程环境搭建与配置
Python环境搭建 安装Python解释器,如Anaconda或Miniconda。
配置开发环境,如安装IDE(如PyCharm)或文本编辑器(如VS Code)。

军用机器人——精选推荐

军用机器人——精选推荐

军用机器人:分清敌我是关键历史上,高新技术大多首先出现在战场上,机器人也不例外。

早在二次大战期间,德国人就研制出并使用了扫雷及反坦克用的遥控爆破车,美国则研制出了遥控飞行器,这些都是最早的机器人武器。

随着计算机技术、大规模集成电路、人工智能、传感器技术以及工业机器人的飞速发展,军用机器人的研制也倍受重视。

二战以后,现代军用机器人的研究首先从美国开始,他们研制出了各种地面军用机器人,无人潜水器,无人机,近年来又把机器人考察车送上了火星。

现代机器人武器的研制从一开始就使美国社会分裂成观点截然对立的两大派。

在美国历年的武器系统研制计划中,像机器人这样引起社会普遍关注和激烈争论的只有卡特总统的MX导弹系统和里根总统的战略防御计划。

对立两派的争论集中在以下几个方面:首先,反对者把机器人武器看作是“机器人杀手”,认为研制机器人武器触犯国际法,不道德。

机器人无法辨别对方士兵是否已经投降,它们和生化武器一样,会不分青红皂白地杀死所有的人。

而支持者则认为,机器人武器主要是用来摧毁敌人的坦克、飞机等攻击性目标。

有战争就会有伤亡,飞机扔炸弹,坦克开炮都会死人,他们也很难区别敌人是否已经投降。

反对者认为,只凭机器人的软件去寻找定义中的敌人是危险的,和一切机械装置一样,机器人武器也难免会出故障,机器人一旦失控,不知会作出什么事情来。

支持者认为,带有核弹的飞机一旦出现故障或失误,同样会给人类带来巨大的灾难,在这一点上机器人与它们并无很大差别。

反对者还认为,尽管机器人在对付恐怖分子及排除爆炸物方面起到了很大的作用,但是由于机器人,没有道德观,一旦它们被恐怖分子利用,就会变成更可怕的恐怖分子。

支持者认为,任何武器都是被人利用的,机器人同样也是双刃剑。

最后,反对者认为,研制机器人武器、特别是自主机器人,无异于把魔鬼放出瓶子,当它们的智能超过人类时,就会危及人类的生存。

而机器人的支持者则认为,在相当长的时期内,研究军用机器人的利大于弊,机器人武器还远未发展到超过人类智慧的水平。

移动机器人底盘的设计与研究

移动机器人底盘的设计与研究

移动机器人底盘的设计与研究一、引言随着科技的快速发展,机器人技术不断取得新突破,尤其是移动机器人在我们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色。

底盘作为移动机器人的重要组成部分,直接影响到机器人的运动性能、负载能力以及环境适应性。

本文将对移动机器人底盘的设计与研究进行探讨。

二、移动机器人底盘的设计1、总体设计移动机器人的底盘设计首要考虑的是机器人的总体架构,包括驱动系统、控制系统、电源系统以及感知系统等。

其中,驱动系统是底盘设计的核心,它决定了机器人的运动方式;控制系统则是实现机器人运动的关键,它根据感知系统获取的环境信息,对机器人进行精确的控制;电源系统则为机器人提供动力,它的稳定性和持久性直接关系到机器人的运行效果;感知系统则帮助机器人理解周围环境,为机器人的运动提供决策依据。

2、驱动设计驱动系统是底盘设计的关键部分,它包括电机、减速器、轮胎等部件。

电机的选择需要考虑机器人的运动需求,减速器的选择则需要考虑电机的输出特性和轮胎的摩擦特性。

驱动系统的设计还需要考虑负载能力和效率等因素。

3、控制系统设计控制系统是实现机器人运动的关键部分,它包括控制器、传感器等部件。

控制器的选择需要考虑机器人的运动需求和传感器的反馈信息。

传感器的选择则需要考虑其对环境的感知精度和范围。

控制系统的设计还需要考虑实时性和稳定性等因素。

三、移动机器人底盘的研究底盘的设计与研究是相辅相成的。

在底盘设计的过程中,我们需要对机器人的运动性能、负载能力以及环境适应性等方面进行研究和优化。

同时,在底盘研究的过程中,我们也会发现和提出新的设计需求和问题,进一步推动底盘的设计创新。

四、结论底盘的设计与研究是移动机器人技术中的重要环节。

为了提高机器人的运动性能、负载能力以及环境适应性,我们需要不断深入研究和优化底盘的设计。

未来,随着技术的不断发展,我们期待看到更加智能化、自主化的移动机器人底盘出现,它们将在服务人类社会、改善生活质量等方面发挥更大的作用。

浅海扫雷机器人的发展趋势浅析

浅海扫雷机器人的发展趋势浅析
平 台 操 作 及 部 署 , 以进 入 1m 深 的 浅水 中 。 可 0 美 国海 军 十分 重视 自治 潜 水 器 的 研 究 工 作 , 究 研
现 在 , 栖 突 击 不 再 是 缓 慢 、 消 耗 的 以 及 众 多 两 高 兵 力 聚集 在 海 滩 上 的 战役 , 而是 快 速 通 过 浅 海 水 域 运 动 到 内陆 目标 的 行 动 。 就 要 求 部 队 能 快 速 突 破 雷 区 这
直 径 重量 ( 气 中 ) 空
通 过 多 年来 对 各 国 反 水 雷 研 究 的分 析 综 合 , 别 特 在 两 栖 登 陆作 战 的 反 水 雷 方 面 , 们 可 以看 出 各 国反 我
水 雷 研 究 的 三 个 动 向 : 近 期 来 看 , 有 希 望 的 研 究 从 最 项 目是 小 型 自治 潜 水 器 ; 中期 来 看是 两 栖 履 带 式 小 从 型爬 行 机 器 人 ; 远 来 看 , 下 仿 生 机 器 人 具 有 更 重 长 水 大的意义 。
主动 。
有 3项 是 制 式 反 水 雷 能 力 , 中重 中 之 重 是 在 甚 浅 水 其
区 、 岸 浪 区 、 滩 、 陆 艇 登 陆 及 海 滩 出 口区 的 反 水 拍 海 登
雷 能 力 , 点 将 采 用 直 径 在 2 c 长 度 不 到 3 的 小 重 o m, m
型 A V, 们 可 快 速 隐 蔽 地 监 视 、 察 及 清 除 水 雷 及 U 它 侦 海 滩 障 碍 物 。 国海 军 计 划 2 0 美 0 6年 底 部 署 新 的 装 备
Hale Waihona Puke 在 大 多 数 低 密 度 雷 场 中使 用 是 很 合 算 的 。 采 用 多 种 形 状 及 尺 寸 的 AU 安 全 快 速 地 猎 雷 及 V, 消灭 浅 水 中的 沉 底 雷 和 深 水 中 的上 浮 雷 。 一 只 有 美 唯 国在 这 一 领 域 积 极 从 事 研 究 与 发 展 , 有 许 多 研 究 与 并

仿生创意机器人课程设计

仿生创意机器人课程设计

仿生创意机器人课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解仿生学的基本概念,掌握至少三种仿生学应用实例。

2. 学生能够描述机器人的基本结构和工作原理,并列举出两种以上仿生创意机器人的特点。

3. 学生能够解释所设计仿生创意机器人的科学原理和实际应用价值。

技能目标:1. 学生通过小组合作,能够设计并制作出一个简单的仿生创意机器人模型。

2. 学生能够运用所学的知识,对仿生创意机器人进行展示和讲解,提高表达与沟通能力。

3. 学生能够运用信息技术和工程思维,解决设计过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对仿生学的兴趣,激发探索自然界和科技创新的热情。

2. 学生在团队合作中,学会尊重他人意见,培养合作精神和责任感。

3. 学生通过课程学习,认识到科技与生活的紧密联系,增强环保意识和创新意识。

课程性质:本课程为跨学科综合实践活动课程,结合科学、技术、工程和数学等学科知识,培养学生的创新思维和动手实践能力。

学生特点:四年级学生具有一定的观察力、想象力和创造力,对新鲜事物充满好奇心,但需加强团队协作和实际操作能力。

教学要求:教师需引导学生主动探索,注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力,同时关注学生的情感态度价值观的培养。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 仿生学基础知识:- 仿生学的定义与原理- 仿生学的应用领域及实例2. 机器人基础知识:- 机器人的基本结构- 机器人工作原理与分类- 仿生机器人的特点与优势3. 仿生创意机器人设计与制作:- 设计思路与方法- 常用材料与工具- 制作步骤与注意事项4. 仿生创意机器人展示与评价:- 展示方法与技巧- 评价标准与反馈- 改进措施与优化方案教学内容安排与进度:第一课时:介绍仿生学基础知识,引导学生思考仿生学的应用价值。

第二课时:讲解机器人基础知识,让学生了解仿生机器人的发展前景。

第三课时:分组讨论,启发学生设计仿生创意机器人的思路。

数学建模扫地机器人最佳路线设计

数学建模扫地机器人最佳路线设计
2. 模型假设.......................................................................................................................................................5 3. 符号说明.......................................................................................................................................................5 4. 模型建立与求解...........................................................................................................................................6
4.1 内螺旋算法模型..................................................................................................................................6 4.2 格栅地图模型.....................................................................................................................................7 4.3 环境建模方法......................................................................................................................................7 4.4 A*算法模型.........................................................................................................................................8 4.5 避障方案模型....................................................................................................................................10 5.模型验证....................................................................................................................................................... 11 5.1 无障碍模型验证................................................................................................................................11 5.2 障碍模型验证....................................................................................................................................12

分析和评价机器人工程领域新产品、新技术、新工艺的开发

分析和评价机器人工程领域新产品、新技术、新工艺的开发

分析和评价机器人工程领域新产品、新技术、新工艺的开发机器人是衡量现代科技和高端制造业水平的重要标志,是制造业皇冠顶端的明珠。

作为引领世界将来的颠覆性技术,机器人正在制造新产业新业态,推动生产和消费向智能化转变,进而深刻影响人类生产和生活。

世界上很多国家,包括发达国家和一些新兴经济国家,例如,美国、欧盟、日本、韩国等,纷纷将机器人作为国家方案进行重点规划和部署。

机器人系统以功能及系统实现为载体,通过自主或半自主的感知、移动、操作或人机交互,体现类似于人或是生物的智能水平;它能够扩展人在尺度、时间、空间、环境、情感、智能以及精度、速度、动力等方面所遭到的约束和限制,并为人服务。

中国作为世界最大的机器人消费国,除了工业机器人连续 5 年成为世界最大的市场外,服务机器人的需求也增长显著。

各种各样为了满足不同需求的特种机器人、康复与助老助残机器人、医疗协助机器人等服务机器人,正在成为推动机器人产业进展的新动力。

次要成果1. 仿人机器人技术不断突破,进入了国际领先行列仿人机器人技术是智能机器人争辩的热点,也是一个国家机器人争辩水平的标志。

20 世纪90年月初到2000年,我国先后研制出多指关节灵活手、双足步行机器人和仿人机器人“先行者”,渐渐缩小了我国仿人机器人争辩与世界先进水平的差距。

“十五”期间,我国自主开发了仿人机器人“汇童”,标志着我国成为继日本之后其次个把握集机构、把握、传感器、电源等于一体的仿人机器人技术的国家。

“十一五”期间,我国研制出国际领先水平的五指灵活手,实现了对多种外形物体的识别、抓取和自主操作;攻克了仿生气器人动力学稳定把握、高功能手臂一体化部件设计制造、自主实时把握操作系统研发、高速视觉识别算法等核心技术,实现了具有高度感知与运动把握力量的仿人机器人乒乓球对抗,保持了国际领先地位。

2. 从6000米无缆自治机器人到7000米载人深潜器,水下机器人取得严重成就海洋资源勘探和开发是国际激烈竞争的焦点问题之一,水下机器人是海洋资源勘探和开发的重要工具。

多节履带式煤矿井下搜索机器人设计

多节履带式煤矿井下搜索机器人设计

多节履带式煤矿井下搜索机器人设计随着现代煤矿井下的越发复杂,传统的煤矿采矿方法已经不足以适应当前工作需要。

为满足这一需求,机器人技术应运而生。

多节履带式煤矿井下搜索机器人是一种新型机器人,它具备较高的机动性、自主性和耐用性,能在煤矿井下进行搜索和运输。

本文将介绍其设计和功能。

一、设计1. 结构设计多节履带式煤矿井下搜索机器人采用了多节履带的结构,可以避免单段履带扭曲,提高机器人的运动灵活性。

同时,它具有较高的自润滑性能,能降低机械部件的磨损,提高其使用寿命。

2. 驱动设计机器人采用直流无刷电机作为主要驱动力,提供较为稳定的动力支持。

同时,考虑到井下环境的恶劣,机器人的电控盒采用防水、防尘设计,保证其稳定运行。

3. 遥控设计机器人通过遥控器进行操控,操作简单便捷,可以有效减小人工劳动强度。

遥控器具有“远程操控”和“自主巡航”两种模式,可以根据实际作业需求进行选择。

二、功能1. 监测与搜索多节履带式煤矿井下搜索机器人具有搜索煤矿井下状况的能力,能够及时发现矿井中隐患情况并给出警示,避免事故的发生。

2. 运输与协作机器人具有承运物品的能力,能够在复杂地形环境下进行运输,有效减少人工劳动量。

同时,多台机器人可以协作作业,在一定程度上提高工作效率。

3. 环境监控机器人可以进行环境监控,测量井下的温度、湿度、风速等数据,提供有关井下环境的信息。

4. 紧急救援在发生紧急情况时,机器人可以充当救援工具,在制定好的应急计划下执行相应的任务,为现场救援提供有力的保障。

总之,多节履带式煤矿井下搜索机器人是一种高效、灵活、可靠的新型机器人,可以为煤矿生产带来重大的促进作用。

未来,机器人技术将会越发广泛应用于煤矿生产,成为提高生产效率、保障安全的重要手段。

防爆排雷机器人课程设计

防爆排雷机器人课程设计

防爆排雷机器人课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解防爆排雷机器人的基本原理与结构,掌握其功能与应用领域。

2. 学生能够掌握基本的电路知识,了解传感器在机器人排雷过程中的作用。

3. 学生能够了解我国在防爆排雷机器人领域的发展现状及趋势。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决简单的排雷任务,提高问题解决能力。

2. 学生能够通过小组合作,设计并制作一个简易的防爆排雷机器人,培养动手实践能力。

3. 学生能够运用信息技术,收集、整理与防爆排雷机器人相关的资料,提高信息素养。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习,增强对国防科技的兴趣,激发爱国情怀。

2. 学生在小组合作中,培养团队协作意识,提高沟通与表达能力。

3. 学生能够认识到科技在解决现实问题中的重要作用,增强科技创新意识。

本课程旨在帮助学生在掌握防爆排雷机器人相关知识的基础上,提高实际操作能力,培养科技创新精神,同时强化国防意识,激发爱国情怀。

课程内容紧密结合课本知识,注重实用性,针对学生年级特点,设定具体、可衡量的学习目标,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 引入:介绍防爆排雷机器人的背景、发展历程及其在国防和民用领域的应用。

相关教材章节:第一章《机器人概述》2. 基本原理与结构:- 机器人的基本组成及各部分功能- 防爆排雷机器人关键技术与工作原理相关教材章节:第二章《机器人的结构与原理》3. 传感器与电路知识:- 常用传感器的工作原理及其在排雷过程中的应用- 简单电路的搭建与调试相关教材章节:第三章《传感器与执行器》、第四章《电路基础》4. 设计与制作:- 小组讨论,设计方案- 制作简易防爆排雷机器人,并进行功能测试相关教材章节:第五章《机器人设计与制作》5. 实践与拓展:- 实际操作,完成排雷任务- 了解国内外防爆排雷机器人的发展现状与未来趋势相关教材章节:第六章《机器人应用与拓展》教学内容按照课程目标进行科学、系统地组织,注重理论与实践相结合。

扫雷逻辑电路

扫雷逻辑电路

扫雷逻辑电路摘要:一、扫雷游戏的背景及规则简介1.扫雷游戏的起源和发展2.扫雷游戏的基本规则二、扫雷逻辑电路的设计原理1.扫雷逻辑电路的基本构成2.逻辑门电路的工作原理3.扫雷逻辑电路的设计方法三、扫雷逻辑电路的实际应用1.基于扫雷逻辑电路的智能扫雷机器人2.扫雷逻辑电路在其他领域的应用四、扫雷逻辑电路的发展趋势与展望1.扫雷逻辑电路的优化与升级2.扫雷逻辑电路在新一代信息技术中的应用前景正文:扫雷逻辑电路是一种基于计算机算法和逻辑门电路的智能系统,其设计原理起源于经典的扫雷游戏。

扫雷游戏是一种策略性的益智游戏,玩家需要通过点击格子来找出所有的地雷而不触发任何一颗地雷。

基于这一游戏规则,扫雷逻辑电路被设计出来,用于模拟扫雷游戏的过程,实现高效、智能的扫雷操作。

扫雷逻辑电路的设计原理主要包括三个部分。

首先,扫雷逻辑电路需要构建一个基本的逻辑门电路,包括与门、或门、非门等基本逻辑元件。

这些逻辑元件用于实现扫雷游戏中的各种逻辑运算,如判断某一行、某一列或某一区域是否存在地雷。

其次,扫雷逻辑电路需要根据扫雷游戏的规则,设计一系列算法,用于智能地选择下一步操作,避免触发地雷。

最后,扫雷逻辑电路需要将这些逻辑元件和算法组合起来,形成一个完整的智能系统,实现扫雷游戏的高效、智能操作。

扫雷逻辑电路在实际应用中具有广泛的前景。

例如,基于扫雷逻辑电路的智能扫雷机器人可以在战场上快速、准确地找出地雷,为排雷工作提供极大的便利。

此外,扫雷逻辑电路还可以应用于其他领域,如计算机视觉、人工智能等,实现图像识别、目标追踪等复杂任务。

随着科技的不断发展,扫雷逻辑电路也在不断地优化与升级。

新一代的扫雷逻辑电路将更加高效、智能,可以应对更复杂、更具有挑战性的任务。

各种各样的机器人

各种各样的机器人

法国“红隼”无人机
CHENLI
4
水下机器人
• 无人遥控潜水器,
也称水下机器人。
一种工作于水下的
极限作业机器人,
能潜入水中代替人
完成某些操作,又
称潜水器。水下环
境恶劣危险,人的
潜水深度有限,所
以水下机器人已成
为开发海洋的重要
工具
CHENLI “双鹰”水下机器5 人
水下扫雷机器人
CHENLI
6
医用机器人
CHENLI
8
水下军用机器人
来自水雷的威胁
CHENLI
9
空间机器人
空间机器人是 用于空间探测活 动的特种机器人, 它是一种低价位 的轻型遥控机器 人,可在行星的 大气环境中导航 及飞行。
CHENLI
10
娱乐机பைடு நூலகம்人
娱乐机器人以供人观
赏、娱乐为目的,具
有机器人的外部特征,
可以像人,像某种动
物,像童话或科幻小
美军为了减少士兵在伊拉克战场上的损失,美军招标新型扫雷机器人,它就是
一种地面军用机器人。按照美军要求这种地面军用机器人只有50磅左右,可以
发现以及识别即时引爆装置,比如炸弹。美军在伊拉克战场上牺牲的数千名士
兵中,几乎将近一半的人都死于即时引爆装置。发现并且拆除路边的炸弹成了
美军的当务之急。
CHENLI
CHENLI
1
地面军用机器人
地面军用机器人是指智能或遥控的 轮式和履带式车辆。.它又可分为自 主车辆和半自主车辆。自主车辆依 靠自身的智能自主导航,躲避障碍物, 独立完成各种战斗任务;半自主车辆 可在人的监视下自主行使,在遇到困 难时操作人员可以进行遥控干预。 地面军用机器人在和平时期可以帮 助民警排除炸弹、完成要地保安任 务,在战时还可以代替士兵执行扫 雷、侦察和攻击等各种任务,今天 美、英、德、法、日等国均已研制 出多种型号的地面军用机器人。

扫雷机器人-邓宏彬pps

扫雷机器人-邓宏彬pps

主讲人:邓宏彬北京理工大学湖北汉丹机电有限公司2007年6月汇报提纲一、维和扫雷的国际大背景二、现有扫雷手段简介三、汉丹扫雷机器人简介四、近期部分成果汇报五、感想与建议1、雷患问题是一个全球性的国际人道主义问题①由于历史和现实原因,形成了大量“地雷坟场”,给许多国家带来了深重的人道主义灾难;②其中反步兵杀伤地雷的不当使用对平民身体、心理、战后经济恢复等造成的伤害尤其重要。

③雷区土地缺乏经济价值,招商引资困难,人民生活贫困,在亚非许多国家出现了有地不敢种,有路不敢走的怪现象。

2、“地雷坟场”的形成原因:a)地雷战思想⏹弱势国家防御武器的首选。

⏹前苏联因素;b)缺乏责任心和雷场管理⏹由于战事紧迫,许多当事国只能随意地布置地雷,由于这些地雷根本没有布置地图,因此布雷区域注定就是地雷坟场。

⏹当外国顾问离开之后,许多现役雷场的布置图都淹没在冲突中了,从而形成了许多永久性的地雷坟场;3、地雷的威胁:•全世界每月有2000人死于地雷爆炸,每年约有2~2.6万人因触雷而丧生,25万人致残。

•有关资料显示,目前,世界上仍有55个国家生产各种地雷,仅杀伤人员地雷就有300多种,年产量1000万枚以上(非国家组织未计算在内)。

•从阿富汉到尼加拉瓜,从安哥拉到柬埔寨,全球68个国家埋有1亿多枚未爆地雷及其它爆炸物,⏹两伊各埋设了500~800万颗;⏹阿富汗有1000万颗;⏹柬埔寨有500~800万颗;⏹安哥拉900万颗;⏹莫桑比克200~300万颗,⏹波黑有300~500万颗,4、维和扫雷机器人的重要意义:a)珍惜生命•地雷对士兵和平民不具选择性;•地雷分布随机、分散,它让人们随时随地都有致命或致残的危险,工兵扫雷也常有伤亡。

b)现有手段扫雷成本高,不利于推广;•地雷成本只有几美元,但据联合国儿童基金会的报告估计,每清除一颗地雷需要花费1000美元左右。

•雷患问题已成为联合国国际人道主义援助的核心内容之一。

因此大力发展低成本的探雷机器人,尽快批量生产,市场前景广阔。

双轮机器人的设计

双轮机器人的设计

毕业设计中文摘要本课题选用轮式作为机器人平台设计研究,通过特殊的运动机构设计,仅通过两个电机的控制即可实现机器人的全方位运动,且结构简单,拆装方便,易于实现轻型化。

其结构用空心弧形管将两轮联接成“工”字形状,两轮轴心处各有一内置步进电机,控制车轮的正反转,实现机器人全方位的行走。

在两轮的内侧各有一个挂篮与空心管固定为一体,挂篮内装有蓄电池块,既可作为动力源,还可以当作配重块。

挂篮与空心管通过螺丝联接成一体,方便拆卸。

在空心管的中端有一摄像头,用于观察反馈现场情况。

通过遥控控制电机的转向,可轻松实现机器人的前进,后退,及原地转向。

挂篮底部装有蓄电池块,能够起到偏重块作用,保证了轮式机器人的在平路或斜坡上都能够保持静止状态。

该机构采用了一种全新、高效的内驱动方式,通过遥控电机的转向,双轮机器人能自如地完成直线、圆弧运动,最高运动速度达到了5m/s,能够爬上30度的斜坡,并且能够实现原地自转。

在静止状态下轮式机器人能够沿任意方向启动运动。

设计时特意采用弧形空心管,大大提高了机器人的底盘,使得该机器人行走可以直接通过障碍物,具有良好的过障碍能力,这在条件恶劣的道路上行走尤其重要。

该轮式机器人在国内外还处于刚刚起步阶段,其前景广阔,适用性较广,在教学、科研、野外作业、民用运输方面有着广泛的应用前景,在反恐及其它尖端领域具有重大的应用价值。

关键字:超轻型机器人轮式平台设计应用毕业设计外文摘要Title the type platform of light robotAbstractThis lesson all-directions sport for control for choosing using a type be used asing the robot platform the design the research, passing the design of special sport organization, only passing two electrical engineerings can immediately realizing robot, and the construction is simple, and the pack convenient, apt to realize the light Its construction take care ofs to connect two s with hollow arc-shaped “work" word shape, two axle hearts are each to have a the inside place an into the electrical engineering, control felloe positive and negative turn, realize the robot the all-directions to run about. In two rounds of seamy sides each reach a hang the basket to fix to integral whole with hollow tube, and hang an inside to pack to have the storage battery piece, since can be used as the motive , and can still regard as the heavy piece of Hang the basket to pass the screw with hollow tube to connect the integral whole, convenient unload. In the hollow tube of inside carry to have a the resemble the head, and used for to observe the circumstance of versa the spot. Pass to control from a distance to control the turning of electrical engineering the direction, relaxed realize the robot's headway, retreat,and originally turn direction. Hang a bottom to pack to have the storage battery piece, and can rise to over-emphasize a function, and guarantee the round the type robot on the even road or slope to can keep the static appearance. The inside that that organization adopted is an all new, efficiently move the way, and pass the turning of remote control electrical engineering the direction, double the slope for round robot can from if ground completing the straight line, arc the sport, tallest sport the speed come to aing 5 ms/ ses, can climbing ascending 30 degrees, and can realize to originally rotate. Under the quiet appearance round type robot can along arbitrarily the direction start the sport. |Design hour the adopt the hollow tube of arc-shaped, and consumedly increased the robot's bedrocked, and the making that robot to run about can directly pass the stumbling block, and have the good the obstacle ability, and this is the bad road in the term to up north route to walk particularly important. The's type robot at domestic and international still be placed in just the start stage, its foreground is vast, applicability than wide, in the teaching, section , open country the homework, public conveyance aspect have got the extensive and applied foreground, and fear in the anti and the other and sophisticated realm have important of the application is worth a.Key word:the type platform of light robot round design the application目录毕业设计中文摘要 (1)毕业设计外文摘要 (2)目录 (4)1 绪论1.1 课题目的 (5)1.2 课题意义 (7)1.3 国内外发展现状1.3.1国内轻型机器人研究现状 (8)1.3.2国外轻型机器人研究成果 (12)2 课题方案设计2.1 方案设计 (20)2.2受力分析 (26)3设计校核 (30)4功能实现机器人的各项参数 (35)机器人的功能 (37)遥控控制功能的实现 (39)5结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)1 绪论1.1 课题研究目的在当今世界机器人已经越来越广泛的进入人类的生活,在各个领域内都有着机器人的利用,如机械制造,车辆运用,冶金,医疗等等行业。

机器人设计方案

机器人设计方案

【经典资料,WORD文档,可编辑修改】
机器人设计方案
一、设计要求
设计一具有独立前进、转弯、后退、避障、救人等功能的救援机器人。

二、设计任务
1.电子控制组:设计好控制电路及原理图,各类传感器电路及稳压电源,
并制作成独立模块,按程序要求进行调试(超声波、雷达和红外线传感器的感应距离)。

2.机械设计组:设计机器人各部分结构(包括机械手、身躯、底盘)以及
各类传感器模块的安装。

3.程序设计组:按照具体设计要求进行编程及调试、烧录等工作。

三、设计思路
机器人在封闭场地内利用红外线传感器自动搜索安装了红外线发射管的洋娃娃。

一旦发现目标便向目标靠近,途中发现障碍物则侧移距离L或转弯角度a然后继续前进,当机器人与洋娃娃之间距离达到S(此时红外线传感器比超声波传感器或雷达优先级更高)时,触发控制机械臂抓向小人,机械臂的“手指”部分装有压力传感器(或轻触开关代替触觉传感器实现),当抓紧小人时触发单片机控制(入口设一200W白炽灯光感返回或者程序倒退返回)机器人返回,并翻转电机松开洋娃娃。

四、场地模拟。

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SPECIAL用于完成探雷和排雷任务。

该机器人采用步履混合式的驱动机构,搭载探雷器和模块化的机械手臂,在雷区内按规划的路径进行自主行走、探测、排雷;模块化的设计,方便更换多种检测设备,用于现场安检、危险场所及危险物品的检查、危险品转移等,扩大机器人应用领域。

通过远程控制终端,可实时监测现场情况。

2 系统设计对扫雷机器人的设计制造,同时也是对其各组成部分的研究与设计。

如下图1所示,扫雷机器人系统主要由以下部分构成:机器人移动平台、传感器系统、控制系统、信息采集及传输系统、能源管理系统、远程控制终端等子系统。

新型扫雷机器人的设计与实现1 引言目前世界上仍有55个国家生产各种地雷,仅杀伤人员地雷就有300多种,年产量1000万枚以上。

从阿富汗到尼加拉瓜,从安哥拉到柬埔寨,全球有68 个国家埋有近1亿枚未清除的地雷及其它爆炸物,其中伊拉克、阿富汗等国家有1000万枚以上;柬埔寨、安哥拉、莫桑比克、波黑等国家均有500万枚以上,许多地方还在不断埋下新的地雷。

目前世界上每月有2000多人死于地雷爆炸,每年约有2~2.6万人因触雷而丧生,地雷已使25万人以上致残。

现有大多数的探雷和排雷技术以人工手动进行,其危险系数极高。

现有的排雷车多以大型碾压式爆破,成本高,且容易造成翻车等情况,维修成本高、损失大。

此外,大型扫雷车在地理条件复杂的丘陵山地行动不便,给迅速有效的排除雷区的隐患带来了困难。

扫雷机器人可代替特警战士排除恐怖袭击的炸弹或爆炸可疑物,是一种可有效降低伤亡的智能警用装备。

同时,随着机器人技术的发展,扫雷机器人大量代替人工排雷将是未来发展的趋势。

通过应用扫雷机器人,可以将工兵从危险、耗时的探雷、排雷工作中解脱出来。

机器人代替排雷士兵,可以有效地减少排雷的伤亡率,提高排雷的效率。

本文设计的扫雷机器人,集探雷和排雷功能于一体,摘 要:关键字:针对现有排雷效率低、危险性大、成本高等问题,结合智能机器人的技术发展,设计一款扫雷机器人,集探雷和排雷功能于一体,用于雷场扫雷工作,也可用于现场安检、危险场所及危险物品的检查、危险品转移等。

机器人本体上的探雷模块可以单独寻找地雷,机器人本体上装的6自由度机械手臂可以排除地雷,探雷和排雷模块可以迅速拆卸组装。

经多次现场应用表明,该机器人具备复杂环境条件下的全地形运行能力,可提高排雷部队的工作效率,减小士兵伤亡。

机器人 探雷 排雷 模块化 SLAM■ 文/上海合时智能科技有限公司 卢秋红 张国伟图1 扫雷机器人的系统组成2.1 系统设计2.1.1 移动平台机器人行走机构主要有:轮式、腿式、轮腿式和履带式等,由于雷区的复杂地形环境,为了获得较好的效果,采取步履混合式的驱动机构,具有全地形行走能力。

2.1.2扫雷多功能模块设计由于机器人与环境的交互过程中为应对不同的环境及任务,会搭载不同的工具及设备,所以需要对不同搭载设备使用统一的机械、通信接口;另一方面,在机器人内部,由于零部件更换、不同功能模块切换等要求,也需要采用模块化设计。

综合各方面看,模块化设计既体现在机械机构的统一接口上,又体现在软件系统的接口兼容性上,且不同的通信传输手段所采用的协议也被置于同一框架内。

2.1.3扫雷手臂设计此扫雷机械手臂具有6个自由度,分别为一个底座的旋转自由度,两个旋转关节(肩关节与肘关节),一个末端的伸缩自由度,及手爪的旋转和张合。

机械臂末端的手爪负重5kg,定位精度10mm,可实现一键复位、一键抓取等。

由于在不同操作下(例如引爆或者摧毁)末端需搭载不同的设备(例如扫雷与排除地雷使用不同的末端设备),因此末端采用模块化设计,具有不同的搭载设备的通用接口。

2.1.4传感器系统传感器系统主要由多种环境感知传感器组成,如摄像头、激光测距仪、超声传感器、防碰撞传感器等,对平台所处环境进行实时监控,监控数据经过信息采集与传输系统实时上传到远端控制器。

根据采集到的信息,再融合上位机软件算法,如:基于目标识别的SLAM及自主导航技术、基于多传感器信息融合的行为控制算法等,使机器人可在复杂非结构化环境中完成自主行走和扫雷等任务。

2.1.5信息采集及传输系统采用了多传感器信息融合技术、多模态信息传输技术、多路通信冗余,信息采集及传输系统能够将采集到的图像、声音、传感器等信息传输到远程控制终端上,并能接收来自远程操控终端的控制命令。

多传感器信息融合技术,是一种信息综合处理技术,不仅可以快速处理多样化信息,还能缩短信息处理时间,提高信息分析效率,减低信息收集成本。

多模态信息传输技术,即是一种融合多种传输手段的通讯方式,实现现场数据的高质量传输,以保障机器人现场作业与后台管控之间实现实时交互的信息交互。

多路通信冗余,是出于系统安全和可靠性的考虑,人为地对通信功能进行重复配置。

具体地,我们在系统中设置了两路通信通道。

当系统发生故障时,冗余配置可及时介入并承担相应的工作,由此减少系统的故障时间。

2.1.6能源管理系统能源管理系统给机器人提供能源,采用可充电镍氢电池组供电。

同时,为了保证安全性,设置了低电压保护。

即系统实时监测电池电压,当电池的电压降低到设定的极限值时,机器人可停止运动并在远程控制终端显示界面报警提示。

2.1.7远程控制终端远程操控终端主要功能是:1)监控现场的情况,可以显示机器人端的多路图像;2)对机器人进行遥控操作,无线控制距离为:100-1000m,有线控制距离为:0-200m。

2.2 关键技术描述2.2.1基于目标识别的SLAM及自主导航技术SLAM(simultaneous localization and mapping ),即时定位与地图构建技术。

该技术是基于目标识别、地图构建、GPS的机器人多维自主定位技术。

该技术使用摄像头、激光传感器、GPS定位及惯性导航系统获得机器人的周围环境信息,运用人工智能算法对雷场环境进行地图构建,结合GPS进行机器人和景物的坐标计算,并使用图像处理与模糊识别技术,对地雷进行判别。

2.2.2基于立体视觉的手眼协调技术该技术由机器人上携带的摄像头获得多幅图像,采用自主开发的立体视觉技术获得目标处的三维信息,使机器SPECIAL人手爪可以对地雷进行抓取、剪切、转移等特定操作。

2.2.3基于多传感器信息融合的行为控制算法在实际应用中,通过采集红外、超声测、图像、数字罗盘、陀螺仪等多种传感器数据,获得机器人的多维信息,再运用基于行为的智能控制算法使机器人能够避开障碍物,在复杂的非结构化环境中安全行走。

2.2.4多模态信息传输技术多模态信息传输技术,是一种融合多种传输手段的通讯方式,集有线、微波、3G、无线等多种方式于一体。

可将现有的采用模拟方式传输视频的模式升级为采用多种模式的信息传输,提高传输图像质量,增大传输距离,使在不同的场合和不同的距离间都能够实时获得机器人端的信息。

2.2.5机器人姿态3D仿真技术该技术由机器人上携带的多个摄像头获得各个方位的实时视频,多个传感器获得机器人的姿态、位置等信息,并采用虚拟现实技术将机器人的姿态仿真展示在场景中,使排雷战士身临其境,排雷更加得心应手。

3 技术指标考虑到实际环境需求,针对不同的复杂地形,设计了中型和小型两款规格的扫雷机器人,具体参数指标如表1所示,具体实物如图2所示。

4 功能特点1)集高速性与全地形通过性为一体履带式行驶系统,可以发挥高机动性的特点,同时在爬坡、越障、攀爬台阶时,也可以发挥良好的全地形通过性能。

2)能够使用于生化、电磁等战场环境承载箱体采用铝合金密封性设计,结合件之间嵌入单项金属丝与密封圈。

硬质铝合金材料,兼备了质量轻和强度高的优点;单项金属丝与密封圈可以保证箱体内部电子元件有效的防水、防尘和电磁屏蔽保护。

3)可更换的模块化机械手臂能够快速准确的定位目标,执行任务机械手臂的6自由度的串联结构保证手爪末端的空间可达性以及操作便易性,且机械手臂采用内部走线的方式,可有效避免外部损伤。

4)监控云台可“左右旋转”和“上下俯仰”,保证机器人可以360度全方位观测。

5)小型车体具有自身防侧翻功能,在行驶或因爆炸冲击力作用下的侧翻,可用手臂将车体托正,继续工作。

在实际应用中,操作员可通过监控云台,以及手臂车体上的摄像头来观察雷区,操控机器人按规划的路径在区域内进行行走、扫描;在扫雷器发现有可疑物后,转动手臂将扫雷器放置安全后,再用手臂将可疑物取出确认,如发现为地雷等爆炸物,通过车体将其移到安全地方,等待销毁。

表1 两种不同规格的扫雷机器人参数表图2 小型扫雷机器人4)扫雷机器人的研究与装备,不仅可以解决排雷的问题,将扫雷机器人的技术推广使用到武装侦查机器人和武装打击机器人。

5)解救雷区的人类、动物甚至植物于水火之中,为他们提供一个安全的家园,极大地促进雷区的经济与社会快速发展,将产生巨大的经济与社会效益。

随着扫雷机器人的逐步推广应用,根据实际的应用情况反馈及实际需求,我们也在不断提高产品的性能,如提高扫雷精确度,降低虚报率;采用双手臂进行排雷,提高操作的方便性;实现多机器人联网操作等,提供更可靠、高效、方便的地雷探测、识别和排除技术。

此款扫雷机器人已多次应用于实际扫雷行动中。

如2015年中越边境的第三次扫雷,及2018年5月的新疆扫雷,均表现出色(图3)。

除机器人外,还配备有可伸缩式的电动排爆杆,辅助排爆人员完成爆炸物的安全转移工作,保障排爆人员的生命安全。

5 结语扫雷机器人的研究不仅可以大大提高排雷部队的工作效率,减小士兵伤亡,而且还可以提高民用机器人技术水平,研制出智能性更强的机器人。

该机器人的研发生产有如下意义。

1)提高排雷部队的工作效率,减小士兵伤亡。

机器人有较快的行动速度,在添加智能算法后还可以进一步提高其探雷排雷速度。

机器人如果意外触发引爆地雷,由于 其较强的防护能力,损坏的仅仅是操作末端。

机器人采用模块化设计,因此可以迅速更换损坏部分,继续进行工作。

2)模块化的设计,方便对机器人的功能进行扩展。

如可根据应用需求更换检测设备,使其能用于现场安检、危险场所及危险物品的检查、危险品转移等,从而扩大机器人应用领域。

3)与其他排雷设备联合使用,组成一个立体的多功能的排雷系统。

机器人发挥其机动性强适合狭窄区域工作的优势,与扫雷车等装备联合作业,可大大提高排雷的效率。

[1][2][3][4][5][6]李波,张瑾,李国栋.全地形排爆机器人运动机构设计研究[J].机电工程,2015,32(06):803-807.卫玉昆.排爆机械臂模块化结构设计与研究[D].中北大学,2016康健.基于多传感器信息融合关键技术的研究[D].哈尔滨工程大学,2013.甘俊杰.基于ARM 平台的激光导航SLAM算法研究与实现[D].北京邮电大学,2017.钱真.视频多模态信息处理的关键技术研究[D].哈尔滨工程大学,2012.祁若龙,周维佳,刘金国,肖磊.VC 平台下机器人虚拟运动控制及3D 运动仿真的有效实现方法[J].机器人,2013,35(05):594-599.图3 排雷现场图图4 排爆杆。

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