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电解厂房防爆巡检机器人使用总结

氯碱工业 2024年第1期60卷 39-41页

作者：韩磊高宁宁姜荣吉张绍辉肖恭鑫常艳琴金川集团化工新材料有限责任公司甘肃金昌737100

介绍了防爆巡检机器人的功能及其在氯碱电解厂房的使用情况。

关键词：氯碱电解厂房防爆机器人巡检机器人无轨导航自主巡检自主充电

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巡检机器人塔上自主充电控制方法研究

机械设计与制造 2023年第3期385卷 271-276页

作者：周余吴功平杨松徐玮泽武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 国网吉林省电力有限公司白山供电公司吉林白山134300

为实现巡检机器人与太阳能充电基站充电座的准确可靠对接,提出了一套压紧轮碰检C型线夹粗定位以及基于模糊PID的精确定位、霍尔传感器及充电电流反馈对接状态的自主充电对接控制方法。粗定位确定充电座的位置及未安装充电头机械臂的位置... 详细信息

为实现巡检机器人与太阳能充电基站充电座的准确可靠对接,提出了一套压紧轮碰检C型线夹粗定位以及基于模糊PID的精确定位、霍尔传感器及充电电流反馈对接状态的自主充电对接控制方法。粗定位确定充电座的位置及未安装充电头机械臂的位置;基于模糊PID的精确定位通过分析两机械臂之间距离与充电座与未安装充电头机械臂之间距离的关系,得到精确定位目标。为提高定位精度,首先采用卡尔曼滤波算法对倾角值进行平滑处理;其次,为了实现平稳运动,提出了sin速度曲线作为展臂电机速度控制的目标曲线;以实际位移与理论位移的偏差作为模糊PID系统的输入,控制展臂电机运动速度的输出,实现精确定位。实验表明,该自主充电对接方法高效、可靠、准确,能够满足自主充电对接的任务需求。

关键词：自主充电巡检机器人卡尔曼滤波 Sin速度曲线模糊PID

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一种基于激光雷达的机器人自主充电方法

铁路通信信号工程技术 2022年第4期19卷 19-23页

作者：刘甲宾北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070 北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心北京100070

在设计带有特征结构的充电装置基础上,介绍一种基于该充电装置的机器人自主充电方法。机器人通过激光雷达获取特征结构数据、锁定充电装置、计算偏差,然后根据偏差驱动机器人移动到充电装置完成充电。

关键词：自主充电特征结构充电桩机器人激光雷达

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家庭陪护机器人自主充电系统研究与设计

山东大学学报（工学版） 2019年第1期49卷 55-65,74页

作者：周风余万方焦建成边钧健山东大学控制科学与工程学学院山东济南250061

针对家庭陪护机器人电池容量有限,工作环不连续的问题,设计一种基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的家庭陪护机器人自主充电分级对接系统。采用卡尔曼滤波算法将编码器数据和惯性测量单元(inertial measurementunit,IM U... 详细信息

针对家庭陪护机器人电池容量有限,工作环不连续的问题,设计一种基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的家庭陪护机器人自主充电分级对接系统。采用卡尔曼滤波算法将编码器数据和惯性测量单元(inertial measurementunit,IM U)数据进行融合,同时结合激光雷达数据并基于Rao-Blackw ellized粒子滤波即时定位与构图(simultaneous localiza-tion and mapping,SLAM)算法构建环境二维栅格地图;采用A*算法和动态窗口(dynamic window approach,DWA)算法进行全局路径规划和局部路径规划,使机器人行驶至充电站附近或所在房间;采用基于双重优先级的红外导航对接算法引导机器人驶向充电站,完成与充电站的精确对接。试验结果表明,该系统有效地解决了传统方法中充电距离有限的问题,并且具有较高的对接效率、成功率、准确度和环境普适性,完全满足家庭陪护机器人的充电需求,具有较好的应用价值。

关键词：自主充电远程对接近程对接 SLAM 路径规划

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红外导航自主充电室内移动机器人设计

实验室研究与探索 2012年第10期31卷 33-36页

作者：崔志恒韩红玲河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454000 华北水利水电学院信息工程学院河南郑州450011

提出了一种实用且有效的解决室内移动机器人路径规划及自主充电的方法,设计了一款自主充电的室内移动机器人。移动机器人在目标位置未知且感知不到红外线时,通过激光测距感知外部环境,将多分辨率时变势场法和传统的模糊控制结合起来实... 详细信息

提出了一种实用且有效的解决室内移动机器人路径规划及自主充电的方法,设计了一款自主充电的室内移动机器人。移动机器人在目标位置未知且感知不到红外线时,通过激光测距感知外部环境,将多分辨率时变势场法和传统的模糊控制结合起来实时调整机器人的移动方向,实现避障和路径规划,不需要记忆先验信息,让机器人快速离开局部环境,找到外界的红外信号,由红外进行导航,跟踪红外线,实现准确定位于充电座上。多分辨率时变势场法和模糊控制的应用有效解决了机器人漫游过程和红外跟踪过程的过渡及红外跟踪过程中的振荡问题。

关键词：红外导航路径规划时变势场法模糊控制自主充电

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基于红外和超声波的机器人自主充电系统设计

制造业自动化 2020年第3期42卷 53-57页

作者：曾世藩李文威周广兵郑辉郑楚鑫华南智能机器人创新研究院

充电电池是移动机器人的主要动力源,为了使机器人实现自我能源管理,自主充电是移动机器人必不可少的一种功能。目前,国内外机器人自主充电方式多种多样,但存在着传感器数量多、算法复杂和成本偏高等问题。为实现更简单、成本更低廉的自... 详细信息

充电电池是移动机器人的主要动力源,为了使机器人实现自我能源管理,自主充电是移动机器人必不可少的一种功能。目前,国内外机器人自主充电方式多种多样,但存在着传感器数量多、算法复杂和成本偏高等问题。为实现更简单、成本更低廉的自主充电功能,提出了基于红外回归反射和超声波测距的新型充电对准方法,给出了该方法的理论依据和算法流程,设计了相应的自主充电装置。样机测试结果表明,搭载有本套自主充电装置的移动机器人能够在4米范围内实现自主充电,证明了该套装置的有效性。

关键词：自主充电移动机器人红外回归反射超声波测距控制算法

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家庭服务机器人的自主充电技术

家庭服务机器人的自主充电技术

作者：戚新毅大连理工大学

学位级别：硕士

在家庭服务机器人系统中,要想机器人保持长时间有效地持续工作,就需要持续给机器人补充能源,而传统的人工干预方式,往往会使机器人所提供的服务大打折扣,这就要求机器人具备自主充电的能力。鉴于此目的,本文针对家庭服务机器人的自主充... 详细信息

在家庭服务机器人系统中,要想机器人保持长时间有效地持续工作,就需要持续给机器人补充能源,而传统的人工干预方式,往往会使机器人所提供的服务大打折扣,这就要求机器人具备自主充电的能力。鉴于此目的,本文针对家庭服务机器人的自主充电技术进行了详细的研究。本文首先介绍了家庭服务机器人自主充电技术在国内外的发展现状,并对该技术的研究背景、概况和发展趋势进行了详细的阐述和分析。为了满足服务机器人的自主避障、自主充电等需求,设计了使用单片机系统实现的超声波测距系统、红外无线通讯系统和快速充电控制系统。其次阐述了人工势能场的原理、实现方法以及各种人工智能算法的适用场合及优缺点,从而制定了详细的人工智能搜索避障控制算法以及充电座精确对接控制算法。最后在详细分析了锂电池充放电特性的基础上设计了快速充电控制系统,从而设计出了提供系统工作的电源控制电路。在与用户交互方面,采用装有android操作系统的平板电脑,通过串口与单片机进行实时通讯,使其能够实时显示当前的机器人充电状态,与此同时,用户也可以采用手动方式触发启动自主充电的时机。在对家庭服务机器人自主充电系统进行整体测试中,针对多种家庭环境进行模拟测试,结果表明家庭服务机器人自主充电系统可以实现自主避障和自主对接充电的功能。整体测试表明,机器人的超声波测距系统能够检测到障碍物的存在,机器人和充电座之间能够实现红外无线通讯,充电控制系统可以对电池进行快速而安全地充电,满足了整体设计的需求。

关键词：家庭服务机器人自主充电自主避障人工势能场

基于ROS的家庭陪护机器人自主充电系统研究与设计

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基于ROS的家庭陪护机器人自主充电系统研究与设计

作者：焦建成山东大学

学位级别：硕士

近年来,随着机器人技术的快速发展以及社会需求的不断增加,家庭陪护机器人的相关研究和产业化进程得到了极大的促进。为了延长家庭陪护机器人的服务时间,使其工作环处于一种连续的状态,本文研发了一套基于ROS的自主充电分级对接系统,使... 详细信息

近年来,随着机器人技术的快速发展以及社会需求的不断增加,家庭陪护机器人的相关研究和产业化进程得到了极大的促进。为了延长家庭陪护机器人的服务时间,使其工作环处于一种连续的状态,本文研发了一套基于ROS的自主充电分级对接系统,使得机器人能够在不依靠人工介入的前提下自主搜寻充电站并完成能量补给。本文首先采用改进的中值滤波算法和分割算法对激光雷达原始数据中的异常点和无效点进行预处理;然后针对编码器里程计存在累积误差的问题,设计了惯性测量系统,采用卡尔曼滤波算法进行数据融合;最后基于Rao-Blackwellized粒子滤波的SLAM算法,将处理后的激光雷达数据和里程计数据进一步融合,构建出机器人所处环境的二维占据栅格地图。由于本文采用了低成本激光雷达,其精度难以满足精确对接的要求,且家庭环境中充电站的位置可能随时发生改变,因此本文将自主充电分为近程对接和远程对接两级系统。远程对接系统以地图信息和激光雷达信息为数据源,采用自适应蒙特卡罗算法进行自身定位,并基于A*算法和DWA算法实现全局路径规划和局部路径规划,其目的主要是让机器人到达充电站附近或所在房间。近程对接则采用本文提出的基于双重优先级的红外导航算法,引导机器人驶向充电站,并完成与充电站的精确对接。最后,本文对整个自主充电系统进行了搭建,分为上位机、机器人本体和充电站三部分,每部分包括硬件设计和软件设计两方面。在此基础上,本文选取了多个场景对该系统进行了相关测试,主要包括地图构建、自主充电远程对接和近程对接测试。大量的实验结果以及实际应用表明,本文设计的自主充电系统运行稳定,有效地解决了传统方法中充电距离有限的问题,并且具有较高的对接效率、成功率、准确度和环境普适性,完全满足家庭陪护机器人的充电需求,具有较好的应用价值。

关键词：家庭陪护机器人自主充电 ROS SLAM 路径规划

变电站巡检机器人自主充电装置及对接控制研究

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变电站巡检机器人自主充电装置及对接控制研究

作者：黎阳生重庆大学

学位级别：硕士

智能移动巡检机器人是实现变电站自动化巡检的一种重要方式，是在无人值守或少人值守变电站中，自主完成室外高压设备的巡检。自主性是机器人开展巡检工作的重要前提，自主充电技术是解决机器人自主性的关键。论文针对变电站巡检机器人... 详细信息

智能移动巡检机器人是实现变电站自动化巡检的一种重要方式，是在无人值守或少人值守变电站中，自主完成室外高压设备的巡检。自主性是机器人开展巡检工作的重要前提，自主充电技术是解决机器人自主性的关键。论文针对变电站巡检机器人自主充电问题展开深入研究，设计并实现了自主充电系统，包括充电硬件系统和机器人与充电坞的对接技术。主要研究内容包括： 1，结合变电站环境的实际特性，根据巡检机器人自身软硬件条件及工作需求，设计了机器人自主充电系统结构，并对该系统的性能需求进行了详细分析。 2，详细介绍了自主充电系统的构成部分，包括机器人端的充电插针与固定于充电钨的充电装置。另外，还设计了充电保护装置，可确保机器人与充电装置接触不良或短路等情况下，电路自动断开连接，保护机器人电池与电源的安全。 3，研究了巡检机器人与充电装置的自动对接策略。设计了充电坞定位信标和充电装置对接信标，采用基于色块定位的方法实现机器人从远距离接近充电装置，再利用激光测距法及三角形板作为信标，实现巡检机器人与充电装置的近距离对接。 4，最后，论文基于实际机器人及设计并制作完成的自主充电系统，对自动对接策略进行了实际实验验证。分别开展了定点与随机试验，以及从工作区域自主返回充电钨进行自主充电的实验，实验结果验证了自主充电系统及自动对接策略的有效性和实用性。

关键词：自主充电充电坞机器人定位激光测距