智能爬墙机器人的设计与制作

第１９卷第２期

２０ｌＯ年６月

Ｊｏｕｍａｌ

淮海工学院学报（自然科学版）

ｏｆＨｕａｉｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌｓｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）

ｖ０１．１９Ｎｏ．２

Ｊｕｎ．２０１０

Ⅸ）Ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－６６８５．２０ｌＯ．０２．００４

爬墙机器人研究与制作

黄文攀，戴永雄，范茂飞，乔

斌，刘明芹

（淮海工学院机械工程学院，江苏连云港２２２００５）

摘

要：随着高层建筑的日益增多，高空作业需求越来越大，催生了对攀壁机器人的市场需求。设

计制作了一种爬墙机器人，它能够到达垂直平面的任何地方，其机械结构合理、紧凑，重量轻，行动灵活，可靠性高，有良好的人机交互接口，可进行远程遥控及自动运行。分析了爬墙机器人在墙壁上灵活运动需解决的关键问题，设计了机器人的结构及吸附和运动的方式，并基于ＰＲＯ／Ｅ三维软件的模拟仿真，制作了采用真空吸附系统的多自由度壁面灵活运行机器人。实现了爬墙机器人在墙壁上可靠吸附与灵活运动的功能。关键词：爬墙机器人；真空吸附；分层结构

中图分类号：ＴＰ２４２．３

文献标识码：Ａ

’

文章编号：１６７２—６６８５（２０１０）０２—００１２一０４

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芒果思维（天津）智能科技 6acdf385760bf78a6529647d27284b73f3423639

人工智能 机器人代理 电话自动接听 电话销售机器人 智能机器人 芒果思维 聊天机器人

天津智能机器人 仿真人智能机器人哪家好？

文章介绍重点：天津电销机器人、人工智能、机器人代理、电话自动接听、电话销售机器人、智能机器人、芒果思维、聊天机器人

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智能机器人及其发展

史琪

（北京信息科技大学 机电工程学院 北京 ）

摘要:智能机器人是一个国家高科技发展水平的重要标志之一，具有广阔的应用前景。本文介绍了机器人的定义和发展阶段，阐述了智能机器人研究领域的关键技术，总结了国内外各类机器人的发展现状并给出相应实例，最后分析并展望了智能机器人今后的发展和研究趋势。 关键词:智能机器人;信息融合;智能控制;智能人机接口

Intelligent robot and its development

Shi qi

（Mechanical and Electrical Engineering, Beijing University of Science and Technology

Information Beijing ）

Abstract: Intelligent robot is an important symbol of a national high-tech development level,has a broad application prospect. This paper introduces the definition of robotsa

燕山大学

课程设计说明书题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作

学院（系）：机械工程学院

年级专业：12级机械电子工程

组号：3

学生：

指导教师：史艳国建涛艳文史小华庆玲

唐艳华富娟晓飞正操胡浩波

日期： 2015.11

燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院基层教学单位：机械电子工程系

摘要

两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间工作，是检验各种控制方法的一个理想装置，受到广大研究人员的重视，成为具有挑战性的课题之一。

两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。像传统的倒立一样，其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到更优的倾角近似值。通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行PI控制。根据PID控制调节参数，实现两轮直立行走。通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。

制作完成后，小车实现了在无线蓝牙通讯下前进、后退、和左右转向的基本动作。此外小车能在正常条

智能机器人及其发展

史琪

（北京信息科技大学 机电工程学院 北京 ）

摘要:智能机器人是一个国家高科技发展水平的重要标志之一，具有广阔的应用前景。本文介绍了机器人的定义和发展阶段，阐述了智能机器人研究领域的关键技术，总结了国内外各类机器人的发展现状并给出相应实例，最后分析并展望了智能机器人今后的发展和研究趋势。 关键词:智能机器人;信息融合;智能控制;智能人机接口

Intelligent robot and its development

Shi qi

（Mechanical and Electrical Engineering, Beijing University of Science and Technology

Information Beijing ）

Abstract: Intelligent robot is an important symbol of a national high-tech development level,has a broad application prospect. This paper introduces the definition of robotsa

燕山大学

课 程 设 计 说 明 书

题目：智能车及多功能机器人系统的设计与制作

--启动开关、涂胶及装配机械臂设计及控制模型建立

姓 名：

分 工： 课程名称：机器人技术基础 指导教师：

智能车及多功能机器人系统的设计与制作

--启动开关、涂胶及装配机械臂设计及控制模型建立

摘 要：本次设计以单片机为核心，分为三个部分，采用光电检测器循迹、避障、并用软件控制小车机械臂动作。从而实现小车的自动行驶、转弯、寻迹检测、避障、停止、涂胶

及装配等功能的智能控制系统。机械臂部分，分为涂胶、装配螺栓两个动作，通过求正反解、速度雅克比、进行轨迹规划，通过单片机控制，实现功能。

前 言：机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。在三级项目智能移动小车的基础上设计出机械臂和手爪，与小车组装为一体，通过程序控制，实现

湖面清扫智能机器人大体可以分为七个部分：船体,控制系统,动力驱动系统,视觉系统,语音控制系统,垃圾仓,各种传感器。现将各部分功能综述如下：(1)船体：主体由双体船构成,船体中间有网状垃圾仓,仓后有一个电机来控制吸力装置,使两船体中间水流速度相对向后,漂浮垃圾随水流由船的前方经由两船体中间进入后方垃圾仓,完成垃圾的收集;(2)控制系统：以可编程DSP控制器为核心构成控制系统,接收视觉系统、语音控制

湖面清扫智能机器人的控制系统设计

1、引言

机器人是上个世纪中叶迅速发展起来的高新技术密集的机电一体化产品，它 作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度、提高生产率、改变生产模式，把人 从危险、恶劣的环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。在发达国家，工 业机器人已经得到广泛应用。随着科学技术的发展，机器人的应用范围也日益扩 大，遍及工业、国防、宇宙空间、海洋开发、紧急救援、危险及恶劣环境作业、 医疗康复等领域。进入21世纪，人们已经越来越切身地感受到机器人深入生产、 深入生活、深入社会的坚实步伐。机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能 机器人。一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人； 智能机器人是具有感知、思维和动作的机器人。所

燕山大学

课 程 设 计 说 明 书

题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作

学院（系）：机械工程学院 年级专业：12级机械电子工程 组 号：3

学生姓名：

指导教师：史艳国 姚建涛 李艳文 史小华 张庆玲

唐艳华 李富娟 刘晓飞 刘正操 胡浩波

日 期： 2015.11

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：机械工程学院 基层教学单位：机械电子工程系

组号 设计题目 学生姓名 双轮自平衡小车机器人系统设计与制作 设 计 在课程研究项目所搭建的伺服控制系统的基础上，自主设计加工双轮车的机械系统，并完成要 智能双轮自平衡车系统装配与调试。 求 所搭建的双轮车系统需要具备以下基本功能： 技 术 参 数 a. 具备一定的自平衡能力，自动检测自身机械系统的倾角并完成姿态的调整； b. 具备一定的负载承载能力，在加载一定重量的重物时能够快速做出调整并保证自身系统的自我平衡； c. 具备速度调节能力，能够以不同的运动速度实现双轮车系统的前进、后退、左转与右转等动作； d. 具备无线通讯功能，能够实现双轮自平衡车系统的无线远程操作控制。 （1）资料分析：查阅相关文献资料，对资料进行分析总结。 （2）机器人总体设计

文档介绍了机器人三原则以及机器人定义,更重要的展示人员机器人对应关系,方便我们直观认识到机器人相关知识。

机器人常识

机器人的定义

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

机器人构成 机器人的能量 人需要从吃的食物中吸收能量，而机器人却只吃“电能”。因此，一般的机器人都是使用可充电电池。 机器人的大脑 机器人和人一样需要有大脑来控制机器人的动作。就像电脑中的CPU一机器人三原则

1. 机器人不应伤害人类；

2. 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3. 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

样，在机器人身上也有它自己的CPU，在这里我们称为微控制器。 别看芯片小，它可是在机器人中控制所有动作的关键。它收集周围环境的信息，并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令，驱动机器人完成各种功能。 机器人的身体结构 我们要让机器人平稳地行走，还要设计它的身体结构，也就是机械结构。生活中有很多机器都有很巧妙的机械结构，比如脚一踩，自行车轮子就能

转起来；又如飞机正是模仿了鸟的流线形的身体结构，才能以庞大的身躯在天上飞而不掉下

爬墙机器人中摩擦学原理的应用

【摘要】：本文将从爬墙机器人的应用入手，简单探讨壁虎吸附原理在爬墙机器人中

的应用，同时简单分析其中摩擦学原理的应用与体现。

【关键词】：爬墙 摩擦 壁虎材料 吸附

一、综述

爬壁机器人的诞生是科学研究与实际生产的双重需要。就科学研究而言，对爬壁机器人的研究可以有力的促进仿生机械学的发展。对动物来说，运动是其捕食、逃逸、生殖、繁衍等行为的基础。而对机器人来说，运动也是现代机器人实现各种功能的基础。其中能够在光滑或粗糙的各种表面上自如运动的可控移动系统，即三维空间无障碍机器人(简称3DoF-3 dimensional-terrain obstacle free机器人即我们称作的爬壁机器人)是这类机器人的重要分支，其研究和研制水平已成为衡量一个国家科技水平的重要标志之一。就实际生产生活而言，人们也迫切要求爬壁机器人的出现。我们在实际生产过程中经常会碰到一些需要人们在危险陡峭的竖直面上作业的情况，比如大厦外壁清洗、船舶检测、航天舱外维修等等情况，此时就到了爬壁机器人大显身手的时候了。而在反恐、救援、首脑保卫、特种侦察等公共和国家安全领域以及狭小空间检测等在特殊环境下的作业，则更需要爬壁机器人的帮忙。

二、壁虎爬墙