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智能无人机巡线机器人复合系统关键技术研究 被引量:2
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作者 鲁杰 张兆广 +1 位作者 宋新利 侯力枫 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期320-324,共5页
这里结合巡线机器人物理、机械、电气特性,研究适于搭载的多旋翼无人机平台,并结合巡线机器人的放置和回收特征,研究自动识别与自动对接、自动放置和自动回收方案。开发了一套复杂的一体化智能系统,在整个研发过程中,对无人机机载AI前... 这里结合巡线机器人物理、机械、电气特性,研究适于搭载的多旋翼无人机平台,并结合巡线机器人的放置和回收特征,研究自动识别与自动对接、自动放置和自动回收方案。开发了一套复杂的一体化智能系统,在整个研发过程中,对无人机机载AI前端自动识别与控制、导航与精确定位、无人机平台搭载接口、巡线机器人结构模块、巡视扫描装置、任务自主规划等部分进行优化和改进,并且在结构与功能之间保证了很好的协调性和适用性,适应未来输电线路智能巡检趋势的要求。 展开更多
关键词 巡线机器人 多旋翼无人机 放置和回收 智能系统 识别与控制
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搭载磁检测装置的爬壁机器人系统设计 被引量:1
2
作者 胡博 邹子龙 +2 位作者 石文泽 陈宇 邱发生 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第2期57-61,共5页
为了实现高空壁面金属构件的自动化无损检测,设计了一套搭载磁检测装置的爬壁机器人系统。采用负压吸附技术提高了机器人对不同材质表面的适应性;控制系统配备了软件开发工具包接口,允许开发者根据特定应用场景进行二次开发。系统性能... 为了实现高空壁面金属构件的自动化无损检测,设计了一套搭载磁检测装置的爬壁机器人系统。采用负压吸附技术提高了机器人对不同材质表面的适应性;控制系统配备了软件开发工具包接口,允许开发者根据特定应用场景进行二次开发。系统性能测试结果表明,该爬壁机器人系统操作流程顺畅,各项功能完备,能够满足高空壁面无损检测的需求。 展开更多
关键词 无损检测 爬壁机器人 磁检测 系统集成
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农用机器人底盘控制系统的设计 被引量:1
3
作者 张艳兵 徐鹏跃 +1 位作者 李卓 张洪强 《农机化研究》 北大核心 2025年第6期208-213,共6页
农用机器人可以执行农业种植、收割、施肥、喷洒农药、除草和土壤分析等生产活动,能够显著提高农业生产的效率。农用机器人的底盘可以保证在不平坦的地形和复杂的障碍物中自由移动,其稳定性、灵活性和可靠性直接影响机器人的导航能力和... 农用机器人可以执行农业种植、收割、施肥、喷洒农药、除草和土壤分析等生产活动,能够显著提高农业生产的效率。农用机器人的底盘可以保证在不平坦的地形和复杂的障碍物中自由移动,其稳定性、灵活性和可靠性直接影响机器人的导航能力和任务执行效率。为了进一步促进农用机器人的智能化和高效化,基于CANopen通讯协议与伺服电机驱动通信,设计了一套完整、高效的运动控制算法,保证农业机器人底盘可以在田间灵活、高效地移动,实现了多种运动方式,并保证底盘能在复杂的施工环境中灵活移动。田间测试表明:在不同的农田环境中,底盘能够灵活地适应地形和避开障碍物,实现了多种运动方式的转换,并高效地完成农业生产任务。 展开更多
关键词 农用机器人 底盘控制系统 CANopen通讯协议 伺服电机驱动通信 运动控制算法
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基于激光和视觉SLAM的自主导航机器人系统设计
4
作者 邓开连 唐志伟 +3 位作者 刘浩 陈根龙 李晓丽 黄荣 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第6期1592-1600,共9页
针对导航机器人在复杂环境下可能会出现导航陷入局部最优解、建图环境映射不充分的问题,提出一种基于激光和视觉SLAM的多传感器融合机器人设计方案。机器人采用基于萤火虫算法优化的建图算法Gmapping和自适应蒙特卡罗定位算法实现二维... 针对导航机器人在复杂环境下可能会出现导航陷入局部最优解、建图环境映射不充分的问题,提出一种基于激光和视觉SLAM的多传感器融合机器人设计方案。机器人采用基于萤火虫算法优化的建图算法Gmapping和自适应蒙特卡罗定位算法实现二维同步定位与建图;采用多传感器融合算法融合激光雷达、深度相机、轮式里程计、IMU实现三维同步定位与建图;提出一种分层并行A*(hierarchical parallel A*,HPA*)全局路径规划算法。实验结果表明,融合方案实现了对复杂环境的建图、定位和路径规划,导航的RMSE和MAE比传统方案分别下降了27.27%和26.76%。 展开更多
关键词 ROS机器人操作系统 移动机器人 自主导航 同步定位与建图 路径规划 多传感器融合 粒子滤波
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面向建筑机器人遥操作的虚拟力引导策略研究
5
作者 李铁军 于磊 +1 位作者 刘今越 汪昕 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期307-311,共5页
为了提高建筑机器人遥操作系统的安全性和准确性,结合建筑机器人作业特点,提出了一种主从异构型机器人运动映射控制方法。为了保证机器人遥操作施工过程中与环境交互的安全性,主端使用力反馈设备向操作者提供力觉反馈,设计了一种基于虚... 为了提高建筑机器人遥操作系统的安全性和准确性,结合建筑机器人作业特点,提出了一种主从异构型机器人运动映射控制方法。为了保证机器人遥操作施工过程中与环境交互的安全性,主端使用力反馈设备向操作者提供力觉反馈,设计了一种基于虚拟夹具的人机力反馈控制方法限制操作者的输出,采用基于人工势场的虚拟夹具产生引导力进行避障,设计了棱锥体虚拟夹具限制机器人的运动引导操作者到达作业目标。最后通过建筑机器人幕墙远程模拟安装作业实验对所提方法进行验证,结果表明该方法能有效提高作业效率与安全性。 展开更多
关键词 建筑机器人 安全性 操作 力反馈 虚拟夹具 引导力
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工程机械机器人电池管理系统的设计 被引量:1
6
作者 罗来兴 郭素娜 《电池》 北大核心 2025年第4期794-798,共5页
针对工程机械机器人在极端工况下对电池管理系统(BMS)的高可靠性需求,设计了一套适用于三元正极材料锂离子电池组的主从式BMS架构。提出一种基于开路电压-容量耦合的荷电状态(SOC)/健康状态(SOH)联合估计算法,结合安时积分法与局部峰值... 针对工程机械机器人在极端工况下对电池管理系统(BMS)的高可靠性需求,设计了一套适用于三元正极材料锂离子电池组的主从式BMS架构。提出一种基于开路电压-容量耦合的荷电状态(SOC)/健康状态(SOH)联合估计算法,结合安时积分法与局部峰值电压校准策略,抑制动态工况下的SOC跳变误差。通过多物理场建模仿真与多周期动态工况验证,所提算法在振动、低温等恶劣环境下仍保持较高精度,SOC估算误差不超过4.1%,SOH最大绝对偏差在600次循环时为1.1个百分点。系统集成高精度传感与被动均衡电路,具备电压、电流、温度监测与保护功能,支持实时状态显示与故障诊断,提升了工程机械机器人电池系统的可靠性与寿命。 展开更多
关键词 工程机械 机器人 电池管理系统(BMS) 荷电状态(SOC) 健康状态(SOH)
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基于生成对抗网络与长短时记忆网络的机器人书法系统
7
作者 韩浩 刘佳 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期231-244,共14页
机器人书法作为工业制造中重要的机器人操纵器应用之一,面临着巨大的挑战,其主动书写机制需要大量包含书写轨迹序列信息的训练数据集,而手动标注这些数据则非常繁琐。为解决这一问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)和长短时记忆网络(L... 机器人书法作为工业制造中重要的机器人操纵器应用之一,面临着巨大的挑战,其主动书写机制需要大量包含书写轨迹序列信息的训练数据集,而手动标注这些数据则非常繁琐。为解决这一问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)和长短时记忆网络(LSTM)的机器人书法系统。该书写系统将汉字笔画图像转换为轨迹序列,无须使用笔画轨迹编码信息,克服了传统书写轨迹信息缺失的问题。首先构建了一个生成对抗架构,其中LSTM网络与鉴别器网络结合,以减小训练数据集的规模。然后,LSTM网络通过多个循环逐步生成新的轨迹点,使机器人能够逐渐完成整个汉字书法的书写。最后,利用鉴别器网络评估LSTM网络输出结果来辅助机器人找到最佳策略,并引入强化学习算法来进一步提高系统性能。实验结果证明,所提出的系统能够高效产生高质量的汉字书法。 展开更多
关键词 生成对抗网络 长短时记忆网络 强化学习 汉字书法 机器人书法系统
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多机器人生产线仿真系统的分析构建与实现
8
作者 陈鑫洋 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期113-117,共5页
为了解决多机器人生产线布局和信号逻辑复杂、作业参数分析调试困难等问题,利用RobotStudio组建多机器人柔性制造生产线,并设计生产线布局。根据生产线的作业模式,建立系统间信号逻辑关系。实时监控机器人与设备间的碰撞情况,同时通过... 为了解决多机器人生产线布局和信号逻辑复杂、作业参数分析调试困难等问题,利用RobotStudio组建多机器人柔性制造生产线,并设计生产线布局。根据生产线的作业模式,建立系统间信号逻辑关系。实时监控机器人与设备间的碰撞情况,同时通过归一化综合分析机器人的作业性能参数。实时监测机器人各轴的工作范围、腕节奇点及接近极限位置,实现压铸、机加工、焊接、检测和分拣相结合的多机器人生产线仿真系统的构建与分析优化。仿真结果表明:可实时观察生产线运行状况,并直观分析机器人作业性能参数与作业时间的关系;同时,实时观察机器人工作范围、腕节奇点及接近极限位置。 展开更多
关键词 多机器人 生产线 RobotStudio 仿真系统
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小体积电缆管道打磨机器人控制系统设计
9
作者 何玉灵 薛瑞 +4 位作者 代德瑞 庞子旺 孔凡坊 张翼 占鹭林 《现代电子技术》 北大核心 2025年第8期93-99,共7页
地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬... 地下电缆已成为城市电网的重要组成部分,但目前施工过程中电缆易因管道错位问题而被划伤,亟需设计一款电缆管道边缘打磨机器人,提前排除电缆划伤隐患,其中机器人的软硬件控制系统是设计的重中之重。在此背景下,开发了一个基于STM32的硬件电路、软件控制系统的上位机操作界面。使用EDA软件设计系统部分硬件电路,包括最小系统板、降压电路、CAN通信电路和电机驱动电路;在Keil5软件中,应用串级PID控制算法设计了各模块的软件控制程序;基于C#语言,使用Visual Studio软件设计了上位机人机交互界面。经过样机制作与实验验证,证明了该机器人整体功能完善,能够通过上位机界面实现图像传输、机器人行进以及管壁打磨等功能,完全能够满足小体积电缆管道打磨机器人的作业要求。 展开更多
关键词 电缆管道 打磨机器人 控制系统设计 硬件电路 STM32 串级PID CAN
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基于ROS的植物工厂番茄采摘机器人控制系统设计 被引量:3
10
作者 谢晓轩 孔德义 +2 位作者 潘斌 单建华 谢淮北 《农机化研究》 北大核心 2025年第10期82-89,共8页
针对目前植物工厂环境下的番茄采摘自动化、智能化程度较低的问题,研制了一种可应用于植物工厂的番茄采摘机器人及其控制系统。首先,根据采摘任务的功能需求,搭建出机器人的硬件系统架构;其次,基于机器人操作系统(ROS)架构设计了分布式... 针对目前植物工厂环境下的番茄采摘自动化、智能化程度较低的问题,研制了一种可应用于植物工厂的番茄采摘机器人及其控制系统。首先,根据采摘任务的功能需求,搭建出机器人的硬件系统架构;其次,基于机器人操作系统(ROS)架构设计了分布式模块化的控制系统,包括人机交互、自主导航、视觉识别和采摘执行等各个功能子系统,利用ROS分布式通信机制,对各个子系统节点进行了功能实现,通过中央决策控制节点获取各个子系统节点的数据信息和反馈信号,下发相应的指令完成采摘任务;最后,在植物工厂中对控制系统进行可行性实验验证和性能指标测试。结果表明:机器人定位导航位置偏差小于5.5 cm,航向角偏差小于2.7°,单个番茄平均采摘时长为12 s,实验过程中控制系统运行稳定可靠,能够实现植物工厂环境下的高精度导航、目标识别、番茄采摘和语音人机交互等各项功能。 展开更多
关键词 植物工厂 农业机器人 番茄采摘 ROS机器人 控制系统
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基于视觉定位与虚拟现实技术的机器人遥操作研究 被引量:1
11
作者 林子骜 肖聚亮 +3 位作者 赵炜 刘海涛 龙晖午 牛一凡 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS 北大核心 2025年第1期36-46,共11页
机器人遥操作,即人类操作者通过远程控制设备操纵机器人完成任务,实现了机器人的执行能力和人类操作者在非结构化环境中的决策能力的融合,已被广泛应用于各种工作要求复杂且对人类有潜在危险的领域.高效遥操作的关键因素之一在于能否为... 机器人遥操作,即人类操作者通过远程控制设备操纵机器人完成任务,实现了机器人的执行能力和人类操作者在非结构化环境中的决策能力的融合,已被广泛应用于各种工作要求复杂且对人类有潜在危险的领域.高效遥操作的关键因素之一在于能否为操作者提供良好的临场感,临场感取决于操作者对远程环境的身临其境的感知(视觉、触觉等感官反馈)以及对远程机器人精准、直观的控制.本文提出了一种基于视觉定位与虚拟现实技术的机器人遥操作方法,重建并传输远程场景的静态点云模型,利用Gen6D位姿估计算法根据RGB数据自动检测远程场景中的物体,然后将检测到的物体位姿信息传输到Unity虚拟现实场景中,定位虚拟物体,从而取代物体的点云模型.充分发挥虚拟现实的固有优势,沉浸式可视化重建后的远程场景,利用Unity物理引擎驱动虚拟物体,提高操作者的临场感.其次,提出一种人机解耦的信息物理(cyber-physical)映射模型,将操作者与远程机器人的控制回路解耦,消除了时延对遥操作的影响.最后,提出一种基于虚拟现实空间的自适应位置增量映射算法,根据虚拟机器人末端抓手与目标物体的距离改变位姿映射的比例,提高了遥操作的灵活性,并赋予虚拟现实遥操作避障的功能,保障了虚拟现实遥操作的安全性. 展开更多
关键词 机器人 操作 虚拟现实 场景重建 位姿映射
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狭窄管道遥操作机器人的视触反馈交互技术研究 被引量:1
12
作者 高晶晶 缪天缘 +2 位作者 曾洪 李沛奇 宋爱国 《中国测试》 北大核心 2025年第4期1-8,38,共9页
通风管道结构复杂且空间狭窄,需要管道遥操作机器人辅助巡检和维护。在使用遥操作控制管道机器人运动时,仅通过摄像头视频2D画面观察,存在因操作员空间感知度有限致使机器人易与管壁碰撞的问题。针对该问题,文章搭建面向狭窄管道巡检的... 通风管道结构复杂且空间狭窄,需要管道遥操作机器人辅助巡检和维护。在使用遥操作控制管道机器人运动时,仅通过摄像头视频2D画面观察,存在因操作员空间感知度有限致使机器人易与管壁碰撞的问题。针对该问题,文章搭建面向狭窄管道巡检的主从遥操作机器人系统,并提出立体视觉反馈和振动触觉反馈相结合的管道机器人视触反馈交互方法。通过摄像头视频和视触反馈两种条件下的对比实验,文章评估在丁字型管道和十字型管道中10名受试者操作机器人在管道内的碰撞次数、运动轨迹长度和任务工作负荷三个指标上的表现。实验结果显示,文章所提出的视触反馈交互方法在各指标上均优于传统方式,其中碰撞次数在丁字型管道和十字型管道中分别减少45.2%和64.3%,表明其比2D画面反馈能提供更丰富的空间感知信息,从而有效保证机器人安全并提升任务效率。 展开更多
关键词 管道机器人 视触反馈 虚拟现实 操作
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基于ROS的蔬菜移栽机器人控制系统设计 被引量:2
13
作者 马文强 冯青春 +2 位作者 李亚军 茹孟菲 赵春江 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期54-60,共7页
为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度... 为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度相机搭建硬件系统,利用分层模块化理念开发基于ROS架构的软件控制系统,搭建并实现了移栽作业中取苗、投苗、栽苗及移动平台协同一体化控制。实验结果表明:在大于2s/株的取栽苗周期运动条件下,可实现较高成功率的移栽作业。所设计控制系统保证了移栽作业成功率,提高了当前蔬菜移栽机的智能化水平。 展开更多
关键词 蔬菜移栽机器人 控制系统 ROS 伺服控制
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面向电力设施巡检运维的多模态遥操作机器人研究进展 被引量:1
14
作者 张耀华 宋爱国 +3 位作者 缪天缘 季钦杰 王少虎 陈大鹏 《中国测试》 北大核心 2025年第4期18-30,共13页
电力机器人正逐步从传统的巡视与检查功能向操作功能扩展。电力巡检机器人的应用显著提升电力设施巡检的效率和准确性,而面向电力设施巡检运维的多模态遥操作机器人不仅具备可见光和红外测温等巡视功能,还能够执行高压开关柜操作、输电... 电力机器人正逐步从传统的巡视与检查功能向操作功能扩展。电力巡检机器人的应用显著提升电力设施巡检的效率和准确性,而面向电力设施巡检运维的多模态遥操作机器人不仅具备可见光和红外测温等巡视功能,还能够执行高压开关柜操作、输电线带电作业等高难度、高风险任务,成为当前研究的热点。其中,多模态遥操作领域的技术发展起到重要推动作用。该文围绕视觉增强和力触觉反馈两大方向,对其关键技术展开系统性综述。包括VR/AR遥操作方案、视觉自适应方法、力触觉传感器设计、反馈装置开发以及目标位姿解算与状态估计等核心环节,探讨相关技术特点及其对电力设施高精度作业的重要支撑作用。未来,电力作业机器人的发展将朝着多通道共享控制、快速视觉重建与电力大模型辅助操作的方向迈进,以促进操作者与机器人之间更加自然、高效的互动,并赋予机器人更强的决策智能与作业精度。该文可为面向电力设施的多模态遥操作机器人进一步的研究与应用提供有益的参考和借鉴。 展开更多
关键词 电力机器人 电力作业 操作 力触觉 人机交互
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基于嵌入式系统的采摘机器人作业控制研究 被引量:3
15
作者 范江波 《农机化研究》 北大核心 2025年第6期53-57,77,共6页
采摘作业是农副产品生产的重要环节,直接影响农副产品的效益。为此,针对传统采摘作业存在的采摘手段落后、精度差和效率低等问题,以草莓采摘机器人为研究对象,在深入研究其结构组成和工作原理的基础上,引入嵌入式系统,完成了采摘机械手... 采摘作业是农副产品生产的重要环节,直接影响农副产品的效益。为此,针对传统采摘作业存在的采摘手段落后、精度差和效率低等问题,以草莓采摘机器人为研究对象,在深入研究其结构组成和工作原理的基础上,引入嵌入式系统,完成了采摘机械手的运动学分析。通过采摘机器人控制系统的硬件总体设计,完成了控制系统硬件模块选型,并进行了作业控制的仿真分析。采摘试验结果表明:基于嵌入式系统的采摘机器人能够精确控制采摘作业,采摘精度和目标识别率都达到了设计目标,且系统运行较为安全和稳定。 展开更多
关键词 采摘机器人 作业控制 目标识别 运动学分析 嵌入式系统
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群体机器人系统通信编程框架综述
16
作者 彭龙 高元钧 +1 位作者 刘晓东 余杰 《计算机工程》 北大核心 2025年第10期37-52,共16页
算力和网络技术的发展使得机器人逐渐向小型化、群体化、智能化方向发展,部署在硬件设备上的机器人软件需要集成从底层设备驱动和控制到上层运动规划和推理等多种软件模块,软件架构日益复杂。群体机器人通信编程框架从机器人软件标准化... 算力和网络技术的发展使得机器人逐渐向小型化、群体化、智能化方向发展,部署在硬件设备上的机器人软件需要集成从底层设备驱动和控制到上层运动规划和推理等多种软件模块,软件架构日益复杂。群体机器人通信编程框架从机器人软件标准化、模块化、平台化等目标出发,减轻了机器人通信编程的复杂度。分析总结机器人软硬件架构发展趋势,得出群体机器人系统是由各类计算节点、执行器、传感器等硬件设备通过有线或无线网络互联构成的多域异构分布式系统。这种硬件设备的异构性使得软件模块难以通过单一框架集成。归纳分析现有群体机器人系统通信编程框架在易用性、可移植性等方面的特点,从编程模型、异构硬件平台支持、组件间通信机制、编程语言等核心能力方面对通信编程框架进行对比,并在实时性、虚拟化、组件编排和容错支持等扩展能力方面展望通信编程框架的发展趋势,聚焦于以元操作系统(OS)为底座的下一代编程框架,以期构建人机物泛在融合的群体机器人软件架构。 展开更多
关键词 群体机器人 通信编程框架 机器人 操作系统
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煤矿防冲钻孔机器人负载敏感钻进系统特性分析
17
作者 顾进恒 冯可楠 +3 位作者 闫海峰 王忠宾 司垒 谭超 《机床与液压》 北大核心 2025年第10期188-192,共5页
煤矿防冲钻孔机器人钻进系统是实现钻孔卸压作业与防治煤矿冲击地压的关键机构,需适应不同煤岩条件下的钻进负载要求,而负载敏感变量泵为钻进系统提供了重要的钻进负载流量保障。为此,提出一种负载敏感钻进系统方案,通过液压马达和给进... 煤矿防冲钻孔机器人钻进系统是实现钻孔卸压作业与防治煤矿冲击地压的关键机构,需适应不同煤岩条件下的钻进负载要求,而负载敏感变量泵为钻进系统提供了重要的钻进负载流量保障。为此,提出一种负载敏感钻进系统方案,通过液压马达和给进油缸执行钻进作业,充分考虑不同煤岩条件下的钻进负载特性;建立AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真模型,对负载敏感钻进系统的跟随特性进行分析,结合钻进负载变化特性确定负载敏感系统的动态性能,并进行仿真验证。结果表明:钻进回转转矩和轴向力均随着钻进煤岩条件的变化而变化,且呈非线性关系;所提的负载敏感钻进系统可在0.3~0.6 s响应钻进负载,并可跟随钻进负载的变化而变化,且钻进负载补偿压力约为1.5 MPa;当钻进负载缓慢和阶跃变化时,负载敏感钻进系统具有良好的动态响应特性,可满足不同煤岩条件下的钻进作业稳定性需求。 展开更多
关键词 负载敏感钻进系统 煤矿防冲钻孔机器人 系统特性
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双足机器人数字孪生系统及现实-虚拟环境通信策略研究
18
作者 张德雨 刘思宇 袁常顺 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第21期333-341,共9页
基于OpenGL工具和用户数据报协议(user datagram protocol,UDP),提出了一种多类型传感器数据整合能力的双足机器人数字孪生系统及其现实-虚拟环境通信策略,解决国内双足机器人在数字孪生层面对国外机器人操作系统(robot operating syste... 基于OpenGL工具和用户数据报协议(user datagram protocol,UDP),提出了一种多类型传感器数据整合能力的双足机器人数字孪生系统及其现实-虚拟环境通信策略,解决国内双足机器人在数字孪生层面对国外机器人操作系统(robot operating system,ROS)的依赖问题。同时为解决双足机器人关节误差导致的实际物理特性与数字孪生模型状态不一致的问题,提出了一种有效的误差控制方法。实验结果表明,该系统具有实时联动能力,数据延时比广泛使用的ROS框架降低46%,同时误差控制使虚拟环境中机器人各肢体的空间误差平均降低51%。为未来国产机器人的数字孪生系统提供了一种快速、轻量级产业实现方案。 展开更多
关键词 机器人 数字孪生系统 机器人操作系统 仿真环境
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水下机器人-机械手系统抓取作业轨迹跟踪控制
19
作者 张扬 夏庆超 +4 位作者 杨灿军 常宗瑜 宋瑞银 吴定泽 张鑫 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期540-549,共10页
针对水下机器人-机械手系统在进行水下作业任务时精确运动轨迹跟踪控制困难的问题,本文提出了水下机器人-机械手系统水下作业的双环滑模控制方法。基于水下机器人-机械手系统运动学和动力学模型,对水下机器人-机械手系统水下抓取作业过... 针对水下机器人-机械手系统在进行水下作业任务时精确运动轨迹跟踪控制困难的问题,本文提出了水下机器人-机械手系统水下作业的双环滑模控制方法。基于水下机器人-机械手系统运动学和动力学模型,对水下机器人-机械手系统水下抓取作业过程进行轨迹跟踪控制研究;考虑机械手末端执行器作业过程中参数变化对机械手拾起和放置物体的全过程进行模拟;通过仿真模拟分析对比例积分微分控制、计算力矩控制、传统滑模控制和双环滑模控制等方法进行对比。结果表明:双环滑模控制方法能够提高本体和机械手的控制精度、减小机械手末端执行器的跟踪误差、降低系统总的能量消耗,并且水下机器人-机械手系统抓取重物时对机械手关节的影响要大于对本体位姿的影响。 展开更多
关键词 水下机器人 水下机器人-机械手系统 轨迹跟踪 双环滑模控制 参数变化 拾起与放置 控制精度 跟踪误差
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农业机器人导航系统设计与试验——基于无人机遥感与北斗定位 被引量:1
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作者 李文峰 徐蕾 +4 位作者 朱崇阳 刘文荣 潘坤 李影芝 李超 《农机化研究》 北大核心 2025年第12期36-44,共9页
为解决基于卫星导航系统的农业机器人受农田实况场景限制导致作业效率和导航精度不高的问题,提出了一种基于无人机的遥感影像与北斗RTK (Real Time Kinematic)定位相结合的导航系统,实现复杂农田环境下机器人的自动导航与跟踪控制。采... 为解决基于卫星导航系统的农业机器人受农田实况场景限制导致作业效率和导航精度不高的问题,提出了一种基于无人机的遥感影像与北斗RTK (Real Time Kinematic)定位相结合的导航系统,实现复杂农田环境下机器人的自动导航与跟踪控制。采用无人机搭载影像传感器采集农田影像,进行二维重建生成二维正射影像,搭建农田地图;采用北斗RTK定位、双天线定向与陀螺仪进行组合导航,并融合补偿卡尔曼滤波算法获取机器人航向,对机器人实际位姿与跟踪直线间的横向偏差和航向偏差进行运动控制,使机器人跟随作业路径。试验结果表明:在0.3、0.5和0.7 m/s的行驶速度下,实际轨迹与目标路径横向偏差的平均值分别为4.1、6.2和7.6 cm,标准差为2.1、2.5和3.1 cm,各项偏差随着速度的提高而增大;3种速度下,目标点横向偏差的平均值分别为4.3、6.1和7.0 cm、标准差为2.1、2.4和2.8 cm,目标点航向偏差的平均值分别为6.8°、8.2°和9.7°、标准差为4.0°、6.1°和6.9°。无人机遥感影像构建的农田地图,可与北斗RTK定位有效结合,实现农业机器人精准路径规划和导航,导航精度可满足机器人在农田中开展作业任务的需求。 展开更多
关键词 农业机器人 导航系统 无人机遥感 北斗RTK 双天线定向 补偿卡尔曼滤波算法
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