哈工大研究生机器人技术报告汇总
机器人技术基础实验报告6
![机器人技术基础实验报告6](https://img.taocdn.com/s3/m/781b0d99d4bbfd0a79563c1ec5da50e2534dd169.png)
机器人技术基础实验报告6一、实验目的本次机器人技术基础实验的目的在于深入了解机器人的运动控制、感知与交互能力,并通过实际操作和观察,掌握机器人系统的基本原理和应用方法。
二、实验设备1、机器人本体:采用了一款具有多关节自由度的工业机器人模型。
2、控制器:配备了高性能的运动控制卡和处理器,用于实现对机器人的精确控制。
3、传感器套件:包括视觉传感器、力传感器和距离传感器等,以获取机器人周围环境的信息。
4、编程软件:使用了专业的机器人编程工具,具备图形化编程和代码编辑功能。
三、实验原理1、运动学原理机器人的运动学研究了机器人各个关节的位置、速度和加速度之间的关系。
通过建立数学模型,可以计算出机器人末端执行器在空间中的位置和姿态。
2、动力学原理动力学分析了机器人在运动过程中所受到的力和力矩,以及这些力和力矩对机器人运动的影响。
这对于设计合理的控制策略和驱动系统至关重要。
3、传感器融合技术通过融合多种传感器的数据,如视觉、力和距离等信息,可以使机器人更全面、准确地感知周围环境,从而做出更智能的决策和动作。
四、实验步骤1、机器人系统初始化首先,对机器人进行了机械和电气连接的检查,确保各部件安装牢固且线路连接正常。
然后,通过控制器对机器人进行初始化设置,包括关节零位校准、运动范围设定等。
2、运动控制编程使用编程软件,编写了简单的运动控制程序,实现了机器人的直线运动、圆弧运动和关节空间的运动轨迹规划。
在编程过程中,充分考虑了运动速度、加速度和精度的要求。
3、传感器数据采集与处理启动传感器套件,采集机器人周围环境的信息。
通过编写相应的程序,对传感器数据进行滤波、融合和分析,提取有用的特征和信息。
4、机器人交互实验设计了人机交互场景,通过示教器或上位机软件向机器人发送指令,观察机器人的响应和动作。
同时,机器人也能够根据传感器反馈的信息,主动与环境进行交互,如避障、抓取物体等。
五、实验结果与分析1、运动控制精度通过对机器人运动轨迹的实际测量和与理论轨迹的对比分析,发现机器人在直线运动和圆弧运动中的位置精度能够达到预期要求,但在高速运动时存在一定的误差。
工业机器人实训报告精彩15篇
![工业机器人实训报告精彩15篇](https://img.taocdn.com/s3/m/a879e72d8f9951e79b89680203d8ce2f00666537.png)
工业机器人实训报告精彩15篇工业机器人实训总结篇一我大学学习的是电气自动化,毕业之后找不到合心意的工作,要么是需要有经验的,要么是在公司做那种普工,在公司又没有机会接触到技术含量的工作,后来综合考虑了一下就打算到武汉学习工业机器人技术。
当初也是在网上随便找找看有没有哪家比较靠谱的,因为现在类似的机构还是挺多的,不知道是真是假,我基本上都联系过,每一家说的话大同小异,把我都绕晕了。
后来我看到武汉有一家还挺不错,就跟客服聊了下,也给了他们联系方式,不过他们从来没有乱打电话打扰我的生活和工作,这让我对他们的初步印象还是不错的。
后期就一直跟那边的专业课老师咨询,对我的问题每次都很耐心的解答。
他们邀请我过去武汉的实训基地进行参观,我想着过去看看也是对他们那边的情况有个进一步的了解,万一觉得不好的话免得自己上当,然后就去了。
那里的接待老师很实在,参观讲解的时候都是实事求是的。
在那边参观的时候,我其实就决定要进行这个工业机器人培训了。
等我回家跟家里人商量了一番,家人也觉得现在这个行业发展的很好,都很支持我来学习这个。
上课期间,讲课的时候老师讲的不快,有基础的同学不要对自己放松,一定要按照老师说的做,不要以为自己学过就对自己放松,不要高估自己,有时候就是有基础的太高估自己所以就学不好。
所以,不管是对于有基础跟没基础的,我们都要按照老师说的去学习。
否则,基础打不好,后面的课程学起来就会很困难。
如果基础不好,遇到不会的不懂的就去问老师、学习好的同学,千万不要觉得不好意思,学习态度很重要。
我们去金石兴培训都是带着理想去的,所以一定不要做让自己后悔的事情。
学习要找对方法。
我们在没培训之前可能没有接触过这些,不知道怎么去做,该怎么做。
所以在学习过程中要认真听讲,勤做笔记,如果不会也要抄下来,一遍抄不会就多抄几遍。
当时我们班有个0基础的同学,跟上课程有点吃力,他就用手机把老师讲的录音下来,晚自习或者课下的时候就一遍一遍听录音补课,有不懂得就立马去找老师解答,后来他考核的结果还挺不错的。
机器人实验报告
![机器人实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/fa1a3413a76e58fafab003ea.png)
实验1
实验一创意之星(标准版)开发环境入门
一、实验目的
1.熟悉NorthSTAR图形化开发环境。
2.掌握流程图和代码编程方法,以及程序的下载、调试方法。
3.掌握RobotSevo Terminal舵机调试设置软件的使用。
二、实验内容
1使用RobotSevo Terminal软件设置设置CDS5500的ID、工作方式等参数。
3.实验报告应包括代码及对应的实验结果。
四、实验结果
1.流程图
2.代码
#include"Apps/SystemTask.h"
uint8 SERVO_MAPPING[4]={4,3,2,1};
intmain()
{
intio0=0;
intio1=0;
MFInit();
MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],4);
uint8 SERVO_MAPPING[2] = {1,2};
int main()
{
int io0 = 0;
int io1 = 0;
MFInit();
MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],2);
MFSetPortDirect(0x00000FFC);
MFSetServoMode(1,1);
在做这个实验中我们知道智能避障小车的作用原理,通过红外传感器来感知前方有障碍从而做出相应的判断,对于四驱的小车通过电机模式,通过改变轮子的速度来改变小车的行驶方向。
在实验的过程我们也遇到了各种问题,在调试中通过的变换参数以及改变设计思路,在不断的变换中终于实现了小车避障的功能,也让我们懂得必须经过不多的调试才能学到东西,已让我们意识到做实验是必须具有耐心的,为我们在今后的工作中建立一个良好的性格。
智能机器人技术实训报告
![智能机器人技术实训报告](https://img.taocdn.com/s3/m/8d1bfd8e29ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2aab.png)
一、绪论1.1 实训背景随着科技的飞速发展,智能机器人技术在我国得到了广泛的关注和应用。
为了提高我国智能机器人技术水平,培养具备实际操作能力的专业人才,我们开展了智能机器人技术实训。
本次实训旨在让学生了解智能机器人的基本原理、组成及工作流程,掌握智能机器人的编程、调试及维护方法,提高学生的实际操作能力和创新意识。
1.2 实训目的(1)使学生了解智能机器人的基本原理、组成及工作流程;(2)使学生掌握智能机器人的编程、调试及维护方法;(3)培养学生的实际操作能力和创新意识;(4)提高学生的团队协作能力和沟通能力。
二、实训内容2.1 实训环境本次实训在智能机器人实验室进行,实验室配备了多种智能机器人设备,包括工业机器人、服务机器人、教育机器人等。
2.2 实训项目(1)机器人基础操作与编程通过学习机器人基础操作,使学生掌握机器人的启动、停止、移动、抓取等基本操作。
同时,学习机器人编程语言,如Python、C++等,编写简单的机器人程序。
(2)机器人传感器应用学习机器人传感器的基本原理、类型及使用方法,如红外传感器、超声波传感器、视觉传感器等。
通过实验,让学生掌握如何使用传感器获取环境信息,实现机器人对环境的感知。
(3)机器人运动控制学习机器人运动控制的基本原理,如PID控制、轨迹规划等。
通过实验,让学生掌握如何控制机器人进行直线运动、曲线运动、抓取物体等。
(4)机器人任务规划与执行学习机器人任务规划的基本原理,如任务分解、路径规划等。
通过实验,让学生掌握如何为机器人分配任务,并指导机器人完成指定任务。
(5)机器人系统集成与调试学习机器人系统集成的基本原理,如硬件选型、软件配置等。
通过实验,让学生掌握如何将机器人与其他设备连接,实现系统集成。
同时,学习机器人调试方法,如故障诊断、性能优化等。
三、实训过程3.1 实训准备(1)学生分组:将学生分为若干小组,每组4-5人,每组选出一名组长。
(2)实训材料:准备实训所需的机器人设备、编程软件、传感器等。
哈工大机电研究生研究方向
![哈工大机电研究生研究方向](https://img.taocdn.com/s3/m/b46cc8f99fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d6f9.png)
哈工大机电研究生研究方向机电工程是机械工程和电气工程的交叉学科,涉及到机械、电子、自动化等多个领域。
作为哈尔滨工业大学机电工程学科的研究生,我们有着广泛的研究方向可供选择。
本文将介绍一些常见的研究方向,包括机器人技术、精密制造技术、智能控制与优化等。
一、机器人技术机器人技术是机电工程领域的重要研究方向之一。
随着工业自动化和智能化的发展,机器人在各个领域的应用越来越广泛。
研究生可以从机器人运动控制、智能感知与决策、机器人系统集成等方面进行深入研究。
例如,可以研究机器人的定位与导航技术,使机器人能够准确地感知环境并进行自主导航;还可以研究机器人的机械设计与控制技术,实现机器人的高效运动控制。
二、精密制造技术精密制造技术是机电工程领域的另一个重要研究方向。
随着现代工业对产品精度要求的提高,精密制造技术的研究变得越来越重要。
研究生可以从精密加工工艺、微纳加工技术、光学制造技术等方面进行深入研究。
例如,可以研究新型的加工工艺,提高零件的加工精度和表面质量;还可以研究微纳加工技术,实现微米级别的零件加工和组装。
三、智能控制与优化智能控制与优化是机电工程领域的另一个重要研究方向。
通过引入先进的控制算法和优化方法,可以提高系统的控制性能和效率。
研究生可以从智能控制理论、控制系统设计与仿真、智能优化算法等方面进行深入研究。
例如,可以研究基于深度学习的控制算法,实现对复杂系统的智能控制;还可以研究智能优化算法,实现对工业过程的优化调度。
以上仅是哈尔滨工业大学机电工程研究生研究方向的一部分内容,还有许多其他方向,例如机电一体化技术、传感器技术与仪器仪表等。
每个研究方向都有其独特的研究内容和挑战,研究生可以根据自己的兴趣和实际情况选择适合自己的方向。
无论选择哪个方向,都需要具备扎实的理论基础和创新能力,通过深入研究和实践,为我国机械工业的发展做出贡献。
成都哈工大机器人研学总结感想
![成都哈工大机器人研学总结感想](https://img.taocdn.com/s3/m/b39def69492fb4daa58da0116c175f0e7dd11940.png)
成都哈工大机器人研学总结感想
成都哈工大机器人研学总结感想应由本人根据自身实际情况书写,以下仅供参考,请您根据自身实际情况撰写。
在成都哈工大机器人研学中,我学到了很多关于机器人技术、人工智能和未来科技的知识。
这次研学让我对未来充满了期待和憧憬,也让我更加深入地思考了科技发展对人类社会的影响。
在研学过程中,我们参观了哈工大机器人实验室,了解了机器人的基本原理、应用场景和发展趋势。
我们还亲手操作了一些机器人设备,感受到了机器人的智能和便利。
通过与教授和同学们的交流,我更加深入地了解了机器人的设计和制造过程,也更加了解了人工智能的基本原理和应用。
在这次研学中,我不仅学到了很多知识,还收获了很多感悟。
首先,我认识到了科技的发展是无止境的,未来还有很多未知的领域等待我们去探索。
其次,我认识到了科技的发展需要我们不断学习、不断进步,只有不断地更新自己的知识和技能,才能跟上时代的步伐。
最后,我认识到了科技的发展需要我们保持开放的心态和创新的思维,只有不断地尝试和探索,才能创造出更加美好的未来。
总之,这次成都哈工大机器人研学让我受益匪浅。
我相信在未来的学习和工作中,我会更加努力地学习和探索,为科技的发展做出自己的贡献。
机器人技术基础实验报告
![机器人技术基础实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/8f1e4a12964bcf84b9d57b5b.png)
实验一、Matlab 验证斯坦福机械手雅可比矩阵 一、实验目的1.加深对雅可比矩阵的认识,熟练其计算原理;2.熟练掌握D-H 连杆坐标系的确定方法和过程及各种变换矩阵;3.熟悉Matlab 的操作与运用。
二、实验原理对机械手的操作和控制,除了需要确定机械手操作空间与关节空间之间静态位资的映射转换关系以外,还需要对某一时刻机械手运动速度和关节速度之间的关系进行转换和分析,也就是机械手瞬时速度分析。
而我们利用雅可比矩阵来对机械手的速度进行了分析。
其中雅可比矩阵包括了两个方面:1.雅可比矩阵平移速度部分的分析;2.雅可比矩阵旋转速度部分的分析。
T 矩阵由以下公式计算可得:1111111111s 0001iii i i i i i i i i ii i i i i i c a s c c c s s d T s s c s c c d θθθαθαααθαθααα-----------⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦三、实验步骤1、已知计算各级T 矩阵665544445436546655221132210321220000000010001000000000100001000100011000000000100101000001001---⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦-c s c s c s s c T T T s c s c c s c s d d T T T s c 1100001001⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦s c 2、计算出各连杆坐标系到基坐标系0的变换矩阵:11110111212112112121121022221211213212121121321203222000000001010010000000100-⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦----⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦---+++=-可知可知c s s c T z c c c s s s d s s c s s c c d c T z s c c c s c s c d s s d s c c s s s d s c d T s c c d 12123320010⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦可知c s s s z c 1241412414121231212414124141212312042424223124141251241451251241412312124145050001()()()----⎡⎤⎢⎥+-++⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦--------+-=++c c c s s c c s s c c s c s d s d s c c c s s c s c c s s s s d c d T s c s s c c d c c c s s c s s c c c s s s c s c c c s s c c s d s d s c c c s c s T 12512414512512414123122423124514512512312124514512512312062455223()2452524525000112345600⎡⎤⎢⎥-+--+--+++⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎣⎦-+-++++=-s s s c c c s s s s c s c s c c s s d c d s c c c s s c s c c s s c d X X c c c s s s s c s c c s d s d X X s c c s c s s s s c s s d c d T X X s c s c c c d 01⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦Matlab 计算过程如下:>> clear>> syms c1 s1 c2 s2 c3 s3 c4 s4 c5 s5 c6 s6 d1 d2 d3 d4 d5 d6 a1 a2 a3 a4 a5 a6>> T10=[c1 -s1 0 0;s1 c1 0 0;0 0 1 0;0 0 0 1]>> T21=[c2 -s2 0 0;0 0 1 d2;-s2 -c2 0 0;0 0 0 1] >> T32=[1 0 0 0;0 0 -1 -d3;0 1 0 0;0 0 0 1] >> T43=[c4 -s4 0 0;s4 c4 0 0;0 0 1 0;0 0 0 1] >> T54=[c5 -s5 0 0;0 0 1 0; -s5 -c5 0 0;0 0 0 1] >> T65=[c6 -s6 0 0;0 0 -1 0;s6 c6 0 0;0 0 0 1]>> T20=T10*T21; >> T30=T20*T32; >> T40=T30*T43; >> T50=T40*T54; >> T60=T50*T65;>> T60=simplify(T60)3、用速度矢量合成的方法计算雅可比矩阵Jv 部分:356124123456102040506016263465666124561020162631245600000⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎡⎤⨯⨯⨯⨯⨯=⎢⎥⎣⎦⎡⎤⨯⨯=⎢⎥⎣⎦v v v v v v J J J J J J J J J J J J J z p z p z z p z p z p z z z z z z p z p z z z z z z ωωωωωω 1) 计算1016⨯z p1z 为连杆1坐标系的z 轴单位向量在基坐标系0中的描述;16p 为连杆1坐标系原点到连杆6坐标系原点连线矢量16O O,在基坐标系0中的描述,计算过程为:计算矩阵T61,T61的第四列即为16O O,由于坐标系1相对于坐标系0有绕Z 轴的转动,故需要对其进行转换,转换方法为;0116O O ⋅ R ,01R为T10中旋转部分注:Matlab 中向量叉积方法:e=cross (a,b)>> T61=T21*T32*T43*T54*T65 %计算出16O O在坐标系1中的描述>> P161=[s2*d3;d2;c2*d3]>> Rot10=[c1 -s1 0;s1 c1 0;0 0 1] %由T10知道旋转部分变换3*3矩阵 >> P160= Rot10* P161 % 与P60最后一列比较 >> z1=[0;0;1]>> e=cross(z1,P160) %可得到Jv 第一列: e =[ -s1*s2*d3-c1*d2; c1*s2*d3-s1*d2;0]2) 计算2026⨯z p2z 为连杆2坐标系的z 轴单位向量在基坐标系0中的描述;206p 为连杆2坐标系原点到连杆6坐标系原点连线矢量26O O,在基坐标系0中的描述,计算过程为:计算矩阵P62,P62的第四列即为26O O,由于坐标系2相对于坐标系0有姿态变化,故需要对其进行转换,转换方法为;0226O O ⋅ R ,02R为T20中旋转部分注:Matlab 中向量叉积方法:e=cross (a,b)>> T62= T32*T43*T54*T65 %计算出26O O在坐标系2中的描述>> P262=[0;-d3;0]>> Rot20=[c1*c2 -c1*s2 -s1;s1*c2 -s1*s2 c1;-s2 -c2 0] %由T20知旋转部分变换3*3矩阵>> P260= Rot20* P262 >> z2=[-s1;c1;0]>> e=cross(z2, P260) %可得到Jv 第一列:e =[c1*c2*d3; s1*c2*d3; -s1^2*s2*d3-c1^2*s2*d3]3) 由于连杆3坐标系为移动坐标系,故起对连杆6的速度贡献不能计算为3036⨯z p ,而应该为Z3的单位向量在基坐标系0中的表示;故由T30直接可得Jv 第三列为:1212320⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦c s s s z c4)由于坐标系4、5、6和坐标系6的坐标原点重合故对应6066)=⨯=⨯ i i ()q(q i i O i i i v z O O z p 的计算结果均为0 ,于是可得 35612412345612123123121212312312232112414124141245145125112414124141245000000000000⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦---+-=------+-+-++v v v v v v J J J J J J J J J J J J J c d s s d c c d c s s d c s d s c d s s s d c s c c s s c c c s s c c c c s s s s c s c c s c s c c s c s c c s c c s c ωωωωωω14512524242455210⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎢⎥-+⎢⎥⎣⎦s s s s c s s s s s c s c c 5) 用直接求导的方法验证上面Jv 的计算的正确性:在matlab 中用B=jacobian(f,v)方法直接求导可以获取雅可比矩阵四、实验总结机器人雅可比矩阵能够很好地反映出操作空间与关节空间的速度映射关系,而Matlab 则很好的简化了这种关系求导手段。
工业机器人实验报告
![工业机器人实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/288547bbf605cc1755270722192e453610665bc9.png)
工业机器人实验报告本文主要介绍我所参与的工业机器人实验,包括实验背景、实验内容、实验过程和实验结果等方面的详细情况,旨在分享工业机器人实验的经验和思考。
一、实验背景工业机器人是一种自动化控制的机器人,广泛应用于工业生产中。
现代化的工厂越来越重视机器人的应用,所以工业机器人的研究和应用具有重要意义。
我所参与的工业机器人实验是由学校和企业合作开展的,旨在培养学生的机器人开发和控制能力。
本次实验采用的是ABB公司的机器人,通过编程控制机械臂完成指定的任务。
二、实验内容本次实验主要分为三个部分:机器人控制、机器人编程和机器人任务。
1. 机器人控制在机器人控制部分,我们学习了机器人的运动控制,包括机器人的运动模式、坐标系、速度和加速度等。
学习了如何通过控制器控制机器人的运动,包括机械臂的运动、手爪的张合等。
2. 机器人编程在机器人编程部分,我们学习了RoboStudio编程软件,通过编写程序实现机器人的自动化控制。
学习了如何编程控制机器人的主程序、子程序、条件语句、循环语句等基础语法。
3. 机器人任务在机器人任务部分,我们学习了如何将机器人应用于实际的生产任务中。
通过编写程序控制机器人完成指定的任务,包括拾取、放置、移动等操作。
三、实验过程在实验过程中,我们首先进行了机器人的基础操作练习,包括手爪的控制、机械臂的运动控制等。
然后,我们进行了机器人编程的实验,通过编写程序实现机器人的自动化操作。
最后,我们进行了实际的机器人任务操作,通过控制机器人完成指定的任务。
在实验中,我们遇到了很多问题,比如机器人的编程语言不熟悉、机器人的运动控制不熟练等。
但是我们通过不断的练习和思考,逐渐克服了这些问题,最终顺利完成了实验任务。
四、实验结果通过本次实验,我们深入了解了工业机器人的运动控制、编程和应用。
我们掌握了机器人运动控制的基本方法和技巧,学会了如何编写程序控制机器人完成指定的任务。
同时,我们也发现了机器人应用的潜力和优点,包括提高生产效率、降低生产成本、增强安全性等方面。
哈工大实验报告
![哈工大实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/1460ed23640e52ea551810a6f524ccbff121ca0c.png)
哈工大实验报告近年来,哈尔滨工业大学(简称哈工大)作为中国著名的工科院校,一直致力于高水平的教学和科学研究。
作为一名哈工大的学生,我有幸参与了一项有关智能机器人的实验,并撰写本篇实验报告,以分享我的经验和感悟。
实验内容本次实验的目标是设计一个智能机器人,它能够在指定场地内进行自主导航。
我们小组采取了模块化的设计思路,将机器人分为感知模块、决策模块和执行模块。
感知模块通过摄像头和多种传感器,获取环境信息,并将其转化为数据输入。
决策模块采用人工智能算法,对感知模块的数据进行处理分析,并制定相应的行为策略。
执行模块则负责机器人的运动控制和实际行为。
实验过程我们小组的实验过程分为几个步骤。
首先,我们进行了大量文献调研和相关技术的学习。
了解了当今智能机器人领域的前沿技术和发展方向。
接着,我们进行了感知模块的设计与搭建。
通过对感知器件的选型和硬件的调试,成功地将环境信息转化为数据输入。
接下来,我们开始着手研究决策模块。
利用神经网络算法对感知数据进行训练和优化,使机器人能够根据环境变化做出正确决策。
最后,我们进行了执行模块的实现。
通过编程控制机器人的执行行为,使机器人能够准确地导航和移动。
实验结果经过数个月的努力,我们小组取得了令人满意的实验结果。
我们的智能机器人在实验场地内能够自主导航,避开障碍物,并正确地执行任务。
感知模块具有较高的准确性和鲁棒性,能够获取到准确的环境信息。
决策模块经过训练后,能够对各种情况做出相应的反应,且具有较高的智能性。
执行模块的行为控制也相当精确,机器人能够按照预定路径运动,并在需要时改变方向。
实验感悟通过参与这个实验,我深刻地体会到了科学研究的艰辛和乐趣。
在实验过程中,我们不断遇到各种问题和困难,但通过团队的努力和合作,我们一一克服了这些困难,完成了实验目标。
同时,实验中所学到的知识和技能也使我受益匪浅,拓宽了我的专业视野,提升了我的动手实践能力。
此外,我还意识到科研的重要性在于其对社会的贡献。
机器人实验报告总结
![机器人实验报告总结](https://img.taocdn.com/s3/m/e9b2fb2e11a6f524ccbff121dd36a32d7375c7de.png)
机器人实验报告总结
第一章:引言
机器人技术作为人工智能领域的核心之一,一直以来备受瞩目。
近年来,随着技术的不断进步,机器人在工业、医疗、家庭等领域的应用已经成为了不可或缺的存在。
本实验旨在通过对机器人的研究和探究,进一步了解机器人的构成、运作原理和应用场景。
第二章:机器人的构成
机器人的构成主要分为四个部分:机械部分、电子部分、传感器和控制单元。
其中机械部分包括机器人的外形和内部机械结构,包括机械臂、轮子、关节等;电子部分指机器人的电子设备,包括电路板、电机、传感器等;传感器是机器人的感知系统,包括视觉传感器、声音传感器、触觉传感器等;控制单元是机器人的大脑,它能够根据传感器所接收到的信息,对机器人的行为进行控制。
第三章:机器人的运作原理
机器人的运作原理主要分为两个部分:感知和决策。
感知是指机器人通过传感器接收外界环境的信息,包括视觉、声音、触觉等;而决策则是指机器人根据传感器接收到的信息,通过控制单元进行判断和决策,从而控制机器人的行动。
第四章:机器人在工业、医疗、家庭等领域的应用
机器人在工业、医疗、家庭等领域的应用广泛。
在工业领域,机器人可以代替人
工完成一些重复性劳动,提高生产效率;在医疗领域,机器人可以实现手术自动化、康复治疗等功能,提高治疗效果;在家庭领域,机器人可以帮助人们打扫卫生、照顾老人、保卫家庭等。
第五章:结论
通过本次实验,我们深入了解了机器人的构成、运作原理和应用场景。
机器人技术的发展将极大地推进社会的进步与发展。
未来,随着机器人技术的不断发展,机器人将在更多领域发挥出更大的作用。
《机器人技术》实验报告
![《机器人技术》实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/feb65c273169a4517723a3f3.png)
工业机器人Matlab仿真实验报告指导老师:姓名:班级:学号:2013年10月28日实验内容(一)(1)利用三次多项式规划出关节角运动轨迹,并在Matlab环境下绘制出轨迹曲线。
题目:假设有一旋转关节的单自由度操作臂处于静止状态时,初始角位置θ0=15,要求经过3s平滑运动以后该关节停止在终止角θf=75的地方,试规划出满足以上要求的关节轨迹。
并在Matlab环境下绘制轨迹曲线。
(a)θ0=15, θf=75, t f = 3; (b)θ0=15, θf = 45, t f = 4;(c)θ0=30, θf=75, t f = 3; (d)θ0=30, θf=45, t f = 5;(e)θ0=30, θf=60, t f = 3;(2)熟悉机器人工具箱Robotics Toolbox,阅读robot.pdf文档,应用工具箱中transl、rotx、roty和rotz函数得到平移变换和旋转变换的齐次变换矩阵,而复合变换可以由若干个简单变换直接相乘得到。
并与课堂上学习的平移矩阵和旋转矩阵作对比,观察一致性。
解:transl 平移变换举例:机器人在x轴方向平移了0.5米,那么我们可以用下面的方法来求取平移变换后的齐次矩阵:程序如下:transl(0.5,0,0)结果如下:ans =1.0000 0 0 0.50000 1.0000 0 00 0 1.0000 00 0 0 1.0000Rotx旋转变换举例:机器人绕x轴旋转45度,那么可以用rotx来求取旋转后的齐次矩阵:程序如下:rotx(pi/4)结果如下:ans =1.0000 0 00 0.7071 -0.70710 0.7071 0.7071Roty旋转变换举例:机器人绕y轴旋转90度,那么可以用roty来求取旋转后的齐次矩阵:程序如下:roty(pi/2)结果如下:ans =0.0000 0 1.0000 00 1.0000 0 0-1.0000 0 0.0000 00 0 0 1.0000Rotz旋转变换举例如下:机器人绕z轴旋转-90度,那么可以用rotz来求取旋转后的齐次矩阵:程序如下:rotz(-pi/2)结果如下:ans =0.0000 1.0000 0 0-1.0000 0.0000 0 00 0 1.0000 00 0 0 1.0000结论:多次调用函数再组合,和我们学习的平移矩阵和旋转矩阵做个对比,结果是一致的。
工业机器人关键技术研发及应用实验报告
![工业机器人关键技术研发及应用实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/abab4f34001ca300a6c30c22590102020740f2a7.png)
工业机器人关键技术研发及应用实验报告一、引言工业机器人作为现代制造业的重要装备,在提高生产效率、保证产品质量、降低劳动成本等方面发挥着越来越重要的作用。
本实验旨在深入研究工业机器人的关键技术,并对其在实际应用中的效果进行评估。
二、实验目的本次实验的主要目的是:1、研发工业机器人的关键技术,包括运动控制、感知技术、编程与算法等。
2、测试这些关键技术在不同工业场景中的应用效果,如装配、焊接、搬运等。
3、分析实验结果,找出技术的优势和不足,为进一步改进和优化提供依据。
三、实验设备与环境(一)实验设备1、工业机器人本体:选用了具有较高精度和灵活性的六轴工业机器人。
2、控制器:采用高性能的工业机器人控制器,具备强大的运算能力和稳定的控制性能。
3、传感器:包括视觉传感器、力传感器等,用于感知机器人的工作环境和操作对象。
4、编程软件:使用了专业的工业机器人编程软件,方便进行程序编写和调试。
(二)实验环境实验在专门的工业机器人实验室中进行,具备完善的安全防护设施和良好的工作条件。
实验室配备了各种工装夹具、测试设备和工具,以满足实验的需求。
四、关键技术研发(一)运动控制技术1、轨迹规划:通过优化算法,实现了机器人在空间中的平滑、高效运动轨迹规划。
2、速度控制:采用自适应控制策略,根据工作任务的要求和机器人的负载情况,实时调整运动速度,确保运动的稳定性和精度。
(二)感知技术1、视觉识别:利用机器视觉技术,实现对工件的形状、尺寸、位置等信息的快速准确识别。
2、力觉感知:通过力传感器,实时感知机器人与操作对象之间的接触力,为精确控制提供反馈。
(三)编程与算法1、离线编程:开发了离线编程系统,通过在计算机上模拟机器人的运动,生成可直接下载到控制器的程序,提高编程效率。
2、智能算法:引入了人工智能算法,如模糊控制、神经网络等,提高机器人的自主决策能力和适应性。
五、实验过程与结果(一)装配实验1、实验过程将机器人应用于电子产品的装配任务,通过视觉系统识别零件的位置和姿态,机器人按照预定的轨迹和力控制要求进行装配操作。
哈工大仿生感知与先进机器人课程报告(2)
![哈工大仿生感知与先进机器人课程报告(2)](https://img.taocdn.com/s3/m/cfc7cfca6137ee06eff918d1.png)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y仿生感知与先进机器人技术课程报告(2)报告题目:仿生机器蛇的研究院系:机电工程学院飞行器制造工程班级:1108301姓名:XXX学号:11108301xx哈尔滨工业大学机电工程学院仿生机器蛇的研究Xxx(哈尔滨工业大学机电学院,黑龙江哈尔滨 150000)摘要:机器人仿生学是从仿生的角度对机器人进行研究,是机器人领域的重要分支. 本文从综述、蛇的运动原理、仿生机器蛇的运动原理、系统构成、关键技术、存在的问题、发展方向等方面归纳和评述了仿生机器蛇的研究情况。
关键字:仿生蛇技术原理模块构成1 引言九十年代以来,机器人技术的应用开始从制造领域向非制造领域(如宇宙探测、海底探查、管道敷设和检修、医疗、军用、服务、娱乐等方面)扩展,从而基于非结构环境、极限环境下的先进机器人技术及其应用研究已成为机器人技术研究和发展的主要方面。
地球上生物历经长年进化,不仅具备超乎寻常的对自然环境的适应能力,而且更有功能和特性极其完备的动作机理和功能器官。
因此,基于仿生机理微特机器人的研究将是非结构环境下机器的研究重点。
[1]2 国内外研究情况综述发达国家十分重视蛇形机器人的研制和开发。
从1972年日本东京工业大学的I-lirose教授研制出第一台至今,相继有数十台蛇形机器人样机问世。
目前,国外比较系统而深入地研究蛇形机器人的机构主要有:日本东京工业大学的Hirosc机器人实验室(H.F Robot Lab)、美国密歇根大学(University of Michigan—UM)的移动机器人实验室(Mobfie Robotics Laboratory)、美国卡内基-梅隆大学(Carnegie Mellon University —CMU)的生物机器人技术实验室(Biorobotics Lab)等,其各期的样机基本包括了现有蛇形机器人的所有重要特性。
《机器人技术》实验报告
![《机器人技术》实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c28c3bc99e31433238689339.png)
工业机器人Matlab仿真实验报告指导老师:姓名:班级:学号:2013年10月28日实验内容(一)(1)利用三次多项式规划出关节角运动轨迹,并在Matlab环境下绘制出轨迹曲线。
题目:假设有一旋转关节的单自由度操作臂处于静止状态时,初始角位置θ0=15,要求经过3s平滑运动以后该关节停止在终止角θf=75的地方,试规划出满足以上要求的关节轨迹。
并在Matlab环境下绘制轨迹曲线。
(a)θ0=15, θf=75, t f = 3; (b)θ0=15, θf = 45, t f = 4;(c)θ0=30, θf=75, t f = 3; (d)θ0=30, θf=45, t f = 5;(e)θ0=30, θf=60, t f = 3;(2)熟悉机器人工具箱Robotics Toolbox,阅读robot.pdf文档,应用工具箱中transl、rotx、roty和rotz函数得到平移变换和旋转变换的齐次变换矩阵,而复合变换可以由若干个简单变换直接相乘得到。
并与课堂上学习的平移矩阵和旋转矩阵作对比,观察一致性。
解:transl 平移变换举例:机器人在x轴方向平移了0.5米,那么我们可以用下面的方法来求取平移变换后的齐次矩阵:程序如下:transl(0.5,0,0)结果如下:ans =1.0000 0 0 0.50000 1.0000 0 00 0 1.0000 00 0 0 1.0000Rotx旋转变换举例:机器人绕x轴旋转45度,那么可以用rotx来求取旋转后的齐次矩阵:程序如下:rotx(pi/4)结果如下:ans =1.0000 0 00 0.7071 -0.70710 0.7071 0.7071Roty旋转变换举例:机器人绕y轴旋转90度,那么可以用roty来求取旋转后的齐次矩阵:程序如下:roty(pi/2)结果如下:ans =0.00000 1.000000 1.000000-1.000000.0000000 0 1.0000Rotz旋转变换举例如下:机器人绕z轴旋转-90度,那么可以用rotz来求取旋转后的齐次矩阵:程序如下:rotz(-pi/2)结果如下:ans =0.0000 1.000000-1.00000.00000000 1.0000000 0 1.0000结论:多次调用函数再组合,和我们学习的平移矩阵和旋转矩阵做个对比,结果是一致的。
工业机器人的实验总结
![工业机器人的实验总结](https://img.taocdn.com/s3/m/efd0d559c4da50e2524de518964bcf84b9d52d9f.png)
工业机器人的实验总结
工业机器人实验总结
一、实验目标
本次实验的目标是深入理解工业机器人的工作原理,掌握其基本操作,并通过实践了解机器人在实际生产线中的应用。
二、实验原理
工业机器人是一种可编程、可重复定位的自动化设备,用于执行各种复杂和重复的任务。
它由机械臂、控制器、传感器等部分组成,可以通过预设的程序或人工智能技术进行控制。
工业机器人能够提高生产效率,减少人工错误,并适应不断变化的生产需求。
三、操作过程
1. 实验开始前,我们先了解了实验设备的基本结构和操作原理。
2. 在老师的指导下,我们进行了机器人的基本操作训练,包括手动控制、编程控制等。
3. 我们对机器人进行了编程,使其能完成抓取、搬运、装配等基础动作。
4. 通过不断的调整和优化,我们让机器人的操作更加精确和高效。
5. 最后,我们对实验结果进行了总结和讨论。
四、数据分析与结论
通过本次实验,我们深入了解了工业机器人的工作原理和操作方法。
我们发现,正确的编程和参数设置对机器人的工作效果有着至关重要的影响。
此外,我们还发现机器人在执行重复性任务时具有极高的精度和效率,能有效减轻人工劳动强度,提高生产效率。
五、实验改进与优化
1. 在未来的实验中,我们可以尝试使用更先进的机器人设备,以体验更高效和精确的自动化操作。
2. 我们可以通过更多的实践来提高我们的编程技巧和机器人操作技能。
3. 我们应该更深入地研究机器人的工作原理,以便更好地理解和控制机器人。
哈工大机械自动化研究生研究方向
![哈工大机械自动化研究生研究方向](https://img.taocdn.com/s3/m/0de116f5c67da26925c52cc58bd63186bceb9220.png)
哈工大机械自动化研究生研究方向哈尔滨工业大学(Harbin Institute of Technology,简称哈工大)是我国著名的高等学府,在机械自动化领域具有深厚的学术积累和广泛的研究方向。
本文将为您详细介绍哈工大机械自动化研究生的研究方向,以供参考。
一、哈工大机械自动化研究方向概述哈工大机械自动化研究方向主要包括以下几个方面:1.机器人技术2.智能制造与数字化工厂3.机电系统设计与优化4.机器人视觉与感知5.机器人控制与人工智能6.机械电子工程7.生物机械与康复工程8.高性能驱动与传动技术二、具体研究方向介绍1.机器人技术哈工大在机器人技术领域具有很高的研究水平,主要研究方向包括:(1)服务机器人:研究服务机器人的设计、控制、感知、交互等方面的关键技术。
(2)工业机器人:研究工业机器人的性能优化、可靠性提升、系统集成等技术。
(3)特种机器人:针对特殊环境(如水下、太空、核辐射等)设计研发具有特殊功能的机器人。
2.智能制造与数字化工厂该方向主要研究智能制造系统的设计、优化、调度与控制,以及数字化工厂的构建与运行。
包括:(1)制造过程智能优化与调度(2)制造装备智能监控与故障诊断(3)数字化工厂建模与仿真3.机电系统设计与优化该方向主要研究机电系统的设计方法、优化理论及工程应用。
包括:(1)机电系统动力学建模与仿真(2)机电系统结构优化设计(3)机电系统集成设计方法4.机器人视觉与感知该方向研究视觉感知技术在机器人领域的应用,包括:(1)图像处理与目标识别(2)三维重建与场景理解(3)视觉导航与定位5.机器人控制与人工智能该方向研究机器人控制理论、方法及其在人工智能领域的应用。
包括:(1)自适应控制与滑模控制(2)神经网络与深度学习(3)智能优化算法6.机械电子工程该方向研究机械电子系统的设计、控制、集成等技术。
包括:(1)嵌入式系统与微电子技术(2)传感器与执行器技术(3)电子封装与系统集成7.生物机械与康复工程该方向研究生物机械系统的建模、仿真、控制及其在康复工程领域的应用。
机器人技术实训报告总结
![机器人技术实训报告总结](https://img.taocdn.com/s3/m/c7226b29f56527d3240c844769eae009591ba27a.png)
一、实训背景随着科技的飞速发展,机器人技术已经成为现代化工业生产的重要支柱。
为了提高学生的实践能力和创新精神,我们学校特组织了一次机器人技术实训。
本次实训旨在让学生深入了解机器人技术的基本原理、应用领域,并通过实际操作提升学生的动手能力和团队协作能力。
二、实训内容本次实训内容主要包括以下几个方面:1. 机器人基础知识:介绍了机器人的定义、分类、发展历程以及在我国的应用现状。
2. 机器人硬件组成:讲解了机器人的主要组成部分,如机械结构、传感器、控制器、驱动器等。
3. 机器人软件编程:学习了机器人编程语言,如C++、Python等,并进行了简单的编程实践。
4. 机器人应用案例:分析了机器人技术在工业、医疗、教育等领域的应用案例,使学生了解机器人的实际应用价值。
5. 机器人组装与调试:在老师的指导下,学生亲自动手组装机器人,并进行调试,使机器人具备一定的功能。
6. 机器人竞赛:组织学生参加机器人竞赛,培养学生的创新意识和团队协作精神。
三、实训过程1. 理论学习:在实训初期,我们进行了系统的理论学习,掌握了机器人技术的基本知识。
通过查阅资料、课堂讲解,我们对机器人的发展历程、应用领域有了初步的认识。
2. 硬件学习:在了解了机器人的硬件组成后,我们开始学习各个组件的功能和作用。
通过实际操作,我们熟悉了机器人的各个部件,为后续的组装和调试打下了基础。
3. 软件编程:在掌握了编程语言后,我们开始进行机器人编程实践。
通过编写程序,我们使机器人具备了一定的功能,如移动、避障、抓取等。
4. 组装与调试:在老师的指导下,我们亲自动手组装机器人。
在组装过程中,我们遇到了各种问题,但在老师和同学的共同努力下,我们成功完成了机器人的组装。
随后,我们对机器人进行调试,使其具备更高的性能。
5. 竞赛实践:在机器人竞赛中,我们充分发挥团队协作精神,共同设计、制作和调试机器人。
最终,我们在比赛中取得了优异的成绩。
四、实训收获1. 知识积累:通过本次实训,我们系统地学习了机器人技术的基本知识,为今后从事相关工作奠定了基础。
哈工大机器人技术课程总结
![哈工大机器人技术课程总结](https://img.taocdn.com/s3/m/3c8e32d790c69ec3d4bb7503.png)
第一章绪论1. 机器人学(Robotics)它包括有基础研究和应用研究两个方面,主要研究内容有:(1) 机械手设计;(2) 机器人运动学、动力学和控制;(3) 轨迹设计和路径规划;(4) 传感器(包括内部传感器和外部传感器);(5) 机器人视觉;(6) 机器人语言;(7) 装置与系统结构;(8) 机器人智能等。
2. 机器人学三原则:(1)机器人不得伤害人(2)机器人应执行人们的命令,除非这些命令与第一原则相矛盾(3)机器人应能保护自己的生存,只要这种保护行为不与第一第二原则相矛盾。
3. 6种型式的机器人:(1) 手动操纵器:人操纵的机械手,缺乏独立性;(2) 固定程序机器人:缺乏通用性;(3) 可编程机器人:非伺服控制;(4) 示教再现机器人:通用工业机器人;(5) 数控机器人:由计算机控制的机器人;(6) 智能机器人:具有智能行为的自律型机器人。
4. 按以下特征来描述机器人:(1)机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官( 如肢体、感官等) 的功能;(2)机器人具有通用性,工作种类多样,动作程序灵活易变,是柔性加工主要组成部分;(3)机器人具有不同程度的智能,如记忆、感知、推理、决策、学习等;(4)机器人具有独立性,完整的机器人系统,在工作中可以不依赖于人的干预。
5. 机器人主要由执行机构、驱动和传动装置、传感器和控制器四大部分构成6. 控制方式主要有示教再现、可编程控制、遥控和自主控制等多种方式。
7. 示教-再现即分为示教-存储-再现-操作四步进行。
8. 控制信息顺序信息:位置信息:时间信息:9. 位置控制点位控制-PTP(Point to Point):连续路径控制-CP(Continuous Path):10. 操纵机器人可分为两种类型:能力扩大式机器人:遥控机器人:11. 第三代智能机器人应具备以下四种机能:运动机能感知机能:思维能力:人-机对话机能:智能机器人是一种“认知-适应"的工作方式。
工业机器人技术报告
![工业机器人技术报告](https://img.taocdn.com/s3/m/35d0f2ca55270722182ef7b6.png)
实验报告、实验目的通过改进D-H建模方法在MATLAB/Robotics Toolbox中建立机械臂数学模型,并对模型进行正运动学和逆运动学计算,并将该模型计算的结果与理论推导得到的结果进行对比,验证理论推导的正确性。
1. 通过对Matlab软件的学习,掌握仿真建模方法;2. 熟悉MATLAB/Robotics Toolbox 工具箱的应用;3. 通过建模,学习多自由度机器人的控制方法,研究分析其控制运动的规律;4. 通过运动建模结果分析,与理论值相对应掌握分析方法,验证仿真的正确性。
二、实验过程1. 建立6R机械臂数学模型:本次采用改进的D-H建模方法,利用MATLAB/Robotics Toolbox中的函数建立6R 机械臂的数学模型,编写的建模程序如下:L{1}=li nk([0 0 0 0.384 0],'modified');L{2}=link([-pi/20.3750 0 0],'modified');L{3}=link([00.54300 0],'modified');L{4}=link([00.6600 0],'modified');L{5}=link([-pi/2000.45 0],'modified');L{6}=link([0-pi/200.50 0],'modified');ROBOT_6R=robot({L{1} L{2} L{3} L{4} L{5} L{6} });ROBOT_6R. name6R ROBOT'输入界面如图下所示:> > | L{1}=link([0 0 0 0.384 OL'modified'); L{2}= link ([-pi/2 0.375 0 00]r modified ); L{3}= link ([0 0.543 0 0 0]r modified ); L{4}= link ([0 0.660 0 0];modified'); L{5}= link ([-pi/2 0 0 0.45 0]I,modified,); L{6}= link([0 -pi/2 0 0.50 0]I,modified,); ROBOT_6R=robot({L{1} L{2} L{3} L{4}L{5} L{6}}); ROBOT_='6R ROBOT r图1建立六轴机器人仿真模型程序截图输出结果如下:ROBOT_6R 二6R ROBOT (& axis. RRRRRR)grav = [0.00 0.00 9.81]modified DBiH parameters2. 6R 机械臂模型正运动学计算:完成了 6R 机械臂基于改进的D-H 方法的建模工作,然后对此模型进行正运动学求 解。
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《机器人技术》大作业(2015年秋季学期)题目消防机器人发展与应用姓名学号班级专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2015.12.04哈尔滨工业大学内容及要求1.以某种机器人(如搬运、焊接、喷漆、装配等工业机器人;服务机器人;仿生鱼、蛇等仿生机器人;军用及其它机器人等)为例,撰写一篇大作业,题目自拟,以下内容仅作参考:1) 机器人的机械结构设计(包括各部分名称、功能、传动等);2) 机器人的运动学及动力学分析;3) 机器人的控制及轨迹规划;4) 驱动及伺服系统设计;5) 电气控制电路图及部分控制子程序。
2.题目自拟,拒绝雷同和抄袭;3.参考文献不少于7篇,其中至少有2篇外文文献;4.报告统一用该模板撰写,字数不少于5000字,上限不限;5.正文为小四号宋体,1.25倍行距;图表规范,标注为五号宋体;6.用A4纸单面打印;左侧装订,1枚钉;7.提交打印稿及03版word电子文档,由班长收齐。
8.此页不得删除。
评语:成绩(20分):教师签名:年月日消防机器人发展与应用一、我国消防机器人的市场需求近年来,我国石油化工等行业有了飞速的发展和进步,生产过程中的易燃易爆和剧毒化学制品急剧增长,由于设备以及管理等方面的原因,导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸的事故隐患越来越多。
一旦事故发生,假如没有有效的方法、装备及设施,救援人员将无法进入事故现场要冒然采取行动,往往只会造成无辜生命的牺牲出惨重代价,结果仍不能达到预期目的,这方面各地消防及救援部门已有许多次血的教训。
深圳清水河大爆炸、南京金陵石化火灾、北京东方化工厂罐区火灾等事件发生后,全国各地要求配备消防机器人的呼声愈来愈高。
尤其是在明确公安消防部队作为处置各类化学危险品泄漏事故的主力军之后,在我国消防部门配备消防机器人的问题就显得更为迫切了。
二、国外消防机器人发展现状国际上较早开展消防机器人研究的是美国和苏联,稍后,英国、日本、法国、德国等国家也纷纷开始研究该类技术。
目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。
日本投入应用的消防机器人最多。
80年代,日本研制了不少于5种型号的自动行驶灭火机器人,分别配备于大阪、东京、高石、太田、蒲田等消防部门,这类机器人以内燃机或电动机作为动力,配置驱动轮或履带式行驶机构,能爬坡、越障碍;装有较大喷射流量的消防枪炮,能作俯仰和左右回转;装有气体检测仪器和电视监视设备;通过电缆或无线控制,控制距离最大为100m。
另一类机器人为侦察、抢险机器人,除装有气体检测仪器和电视监视器设备外,还装有机械手,能通过遥控处理危险物品。
美国已研制出能依靠感觉信息控制的救灾智能化机器人,如1994年用于探测阿拉斯加州斯拍活火山的“但丁2号”,抓获杀人犯的RM 1一9型遥控消防机器人等。
亚利桑那州消防部门研制的消防机器人,装有破拆工具和消防水枪,能一边破拆,一边喷射灭火。
英国智能化保安公司生产的RO一VEH遥控消防车已装备于中部和西部消防部门,配置为履带式或轮式行驶机构,能爬楼梯,通过电缆供电或自携蓄电池供电。
装有消防水炮、摄像机或热像仪。
采用有线控制方式。
1985年英国中西部消防部门和Firma SAS公司联合研制的机器人消防车,用HunterIII汽车改装而成,装有双臂、水枪、探测器(温度、化学物质、辐射等)、工业电视摄像机、红外线装置。
机械手用来启闭阀门、搬移物品或开门等。
国际上对消防机器人的研究可分为三个阶段(三代),第一代是程序控制消防机器人,第二代是具有感觉功能的消防机器人,第三代是智能化消防机器人。
目前,工业发达国家正在加快开发具有不同功能的实用型的第二代消防机器人和第三代低级智能化消防机器人,着手研究第三代高级智能机器人。
一些工业发达国家把研究开发消防机器人列入国家技术发展规划,将它作为经济发展的一个重要保证手段。
三、国内消防机器人国内的机器人研制工作始于20世纪70年代,并在机器人的感觉识别、操作、移动技术等方而取得了比较大的进展。
20世纪90年代,国家把消防机器人的研制课题正式作为国家863高科技计划研究发展项目,组织有关单位进行研发。
自此,国内的消防机器人的研制工作正式起步。
与此同时,上海消防科研所专门成立了上海强师消防装备有限公司,会同上海交通大学和上海市消防总队,联合研制消防机器人。
历经数年,消防机器人—自行式消防水炮研制成功,并在通过专家组验收。
该自行式消防水炮可以承担灭火、冷却和化学污染场所的洗消等危险任务。
以后,安徽明光消防车厂生产出遥控灭火消防车,抚顺起重工程有限公司也研制出“多功能消防机器人”。
近几年来,江苏、辽宁、云南、湖北等地的消防部队先后陆续配备了一部分国产和进口消防机器人。
1、根据危险场所的火场侦察、排烟、灭火和抢险救援工作的实际需要,研发系列化的消防机器人。
如,组合式自动爬楼排烟机器人,自动爬楼冷气溶胶灭火机器人、自动爬楼多功能灭火机器人、多功能抢险救援机器人、自动爬楼多功能后勤保障照明等系列消防机器人。
这样,将使我国消防机器人在危险场所灭火救援领域中的实际运用大大向前推动了一步,为实现科技强警、打造消防铁军和提升灭火救援战斗力提供了新的技术装备保障。
同时,系列化的消防机器人将具有自己的自主知识产权。
2、实现机器人真正意义上的爬楼梯。
即,消防机器人既能够上楼,又能够下楼,自动行走,其独有的防倾翻专利技术使消防机器人上下爬坡坡度≮35°(进口“陆虎60”排烟机器人爬坡度≯30°、下坡度≯15°)。
此外,由于消防机器人的外形尺寸比较小,长x宽x高不超过1 100 mm x 850 mm x 1 500 mm,对于我国相关规范规定的建筑楼梯宽度以及地铁上下过道,能够上下楼梯自如、平稳,并且行走速度达到5~7 km/h,从而解决大功率、重型消防装备无法接近高层或地下以及狭窄、易爆火灾现场的这一困惑人们多年不能实现的“登高、入地”的消防难题。
3、消防机器人的动力采用当今世界上先进的低碳、环保动力源。
该动力源其一体积小,从而有效的增加了消防装备的安装空间,减轻了自重。
其二使用时间长,一次可有效使用3h,并可通过后勤保障机器人和其他方式提供持续动力。
其三功率比较大,从而使得大功率的消防装备能够得以在消防机器人上安装并配合使用。
4、装载量大。
消防机器人的自重0. 2 t左右,而可载的消防装置或灭火剂至少在300~800 kg以上。
5、消防机器人的消防装备将采用最新的系统工程优化设计。
如机器人上安装的排烟装置,无论是驱动装置,还是叶片等核心部件,均是当今一流的设计与施工(专利技术),尽管只有不到 1 m2的底座安装平而而积,总排烟量可能接近200000 m3/h,是进口“陆虎60”排烟机器人排烟量的4倍以上,只略低于号称世界排烟之王—法国“MVU型”排烟车的排烟量,真正实现小型装置大功率化。
此外,消防机器人还同时具有降温、除尘、化学洗消等功能。
而能够深入到灾害现场的救人机器人,更是构思新颖,设计独特,搜救人员和被救护者能够在缺氧、有毒的环境下生存时间≮4h。
6、消防机器人具有自良好的我保护功能。
机器人上安装的所有电器以及线路都具有耐高温、抗辐射、防爆炸、防水的措施和功能。
行走机构耐高温、防水。
并且,机器人外部装备有紧急喷射自保装置,为消防机器人的自身安全提供可靠的保障。
7、消防机器人的操控系统由带显示器的控制器以及带有减速装置的等3部分组成,操控方便、可靠、实用。
8、所有消防机器人均具有对火场的侦查和监控功能。
四、消防机器人的分类及主要技术特征为了便于消防机器人的研究和探索,我们不妨从消防机器人实战要求的角度出发,进行以下分类:1、从主要功能上可分为:a.灭火机器人;b.火场侦察机器人;c.危险物品泄漏探测机器人;d.破拆机器人;e.救人机器人;f多功能消防机器人等。
2、从行走方式可分为:a.轮式行走消防机器人;b.履带式行走消防机器人;c.履带轮式行走消防机器人;d.吸盘式行走消防机器人等。
3、从控制方式上可分为:a.线控消防机器人;b.无线遥控消防机器人;c.自适应消防机器人等。
4、从智能化程度上可分为:a.程序化控制消防机器人;b.具有感觉功能计算机辅助控制消防机器人;c.智能化消防机器人等。
5、从感觉功能上可分为:a.视觉消防机器人;b.嗅觉消防机器人;c.温感消防机器人;d.触觉消防机器人等。
消防机器人往往需要在高温、强热辐射、浓烟、地形复杂、障碍物多、化学腐蚀、易燃易爆等恶劣环境中进行火场侦察,化学危险品探测、灭火、冷却、洗消、破拆、救人、启闭阀门、搬移物品、堵漏、化学危险品处置等作业,因此作为某种特定功能的消防机器人应该具备以下某项或几项行走和自卫功能:a.爬坡、爬梯及障碍物跨越功能;b.耐温和抗热辐射功能;c.防雨淋功能;d.防爆(隔爆)功能;e.防化学腐蚀功能;f.防电磁干扰功能等。
五、我国消防机器人的研发自八十年代末开始,我国消防部队装备归口研究单位公安部上海消防研究所在公安部的支持下曾多次对作为灭火消防机器人重要组成部分的远控消防炮系统及相应的研究试验技术进行了立项研究,重点解决远控消防炮系统在油码头等场合的工程应用问题,目前该成果已成功地应用于我国众多的油码头、油罐区和飞机维修库等场合,相关产品在国内占据了百分之八十以上的市场份额,产品和工程应用技术已经比较成熟,为我国消防机器人的研究奠定了良好的基础。
1998年8月,由该所承担,在上海市科委立项的“自行式消防炮”(六轮消防灭火机器人)通过了专家鉴定。
次年,由该所研制的“履带式消防灭火机器人”也顺利完成。
2000年6月24日,由公安部上海消防研究所、上海交通大学和上海市消防局三家单位共同承担的国家863项目“履带轮式消防灭火侦察机器人”研制成功并顺利通过国家验收,该机器人就是一种集火场探测,消防,有毒、易燃、易爆气体场所探测等多种功能于一体的消防机器人—ZXPJ01型消防机器人。
1、功能介绍ZXPJ01型消防机器人的主要功能有:(1)移动功能:操作人员通过遥控台远距离控制消防机器人本体驶入火场;(2)消防功能:接近火源,喷射灭火剂灭火,功进行冷却、稀释、清洗、隔离等消防、化学救援作业;(3)探测功能:探测火场内有毒及可燃气体种类、浓度及变化趋势;探测火场内辐射热、风速、风向;(4)防爆功能:本体在易燃、易爆环境中作业不会引起火灾和爆炸;(5)冷却功能:本体在高温的恶劣环境中能保护自身的安全,正常工作;(6)救护功能:呼唤火场内部可能有的未撤离人员;(7)观察功能:安装有两个CCD摄相机,可以观察火场和机器人本体情况;(8)通讯功能:有图像、声音、数据传输功能,传输距离150米;(9)预警功能:根据探测结果可以预报紧急情况发生,并有相应应急处理能力。