遥控自治水下机器人控制系统

针对一种新型遥控自治水下机器人ARV原理样机,开发了一套水面水下控制系统,它基于Modbus总线、具有ROV/AUV控制模式自动切换和独立工作能力.该系统包括直航、转向与潜浮三自由度运动控制功能,并搭建了一套由罗盘、陀螺、倾角仪和加速度计组成的小型组合自主导航单元.水池与湖上试验结果表明:ARV控制系统性能可靠,具有很好的鲁棒性与稳定性,能够满足水下机器人在复杂多变环境中的工作要求.     

水下机器人自适应神经网络控制系统

提出一种水下机器人自适应神经网络控制系统的概念和例子，此系统有两个独立的部分，可在彼此的进程中并行计算处理，如数据采样、机器人控制、动力学鉴定和控制器适应等。每个进程的数据，如控制器联合负担在两个相关联的进程间同步通信。在机器人计算机系统中，这套系统利用并行处理能力和在油罐检查中研究出的控制器系统自适应能力来实现。     

水下安全检测与作业型机器人控制系统

[目的]针对船体、大坝、水下钢结构等表面附着物的安全检测,以及附着物清除作业的要求,需要研制一款新型水下安全检测和作业型带缆遥控水下机器人(ROV)。此类ROV需针对不同作业任务更换机械手,实现抓取、切割的功能,从而保证去除结构物上的附着物。[方法]阐述水下安全检测和作业型机器人的整套系统组成及原理。该系统以Arduino单片机为控制面板信号采集工具、以水面监控系统开发工控机为平台,零浮力脐带缆以2对双绞线、1对电源线为信号电力传输线,水下控制系统以ARM嵌入式为主控单元。建立ROV动力学模型,设计ROV艏向控制的广义预测控制器。经过系统调试,进行水池试验和湖上试验。[结果]试验证明,该系统运行正常,整套控制系统的稳定性、可靠性、实时性均达到设计要求,满足水下安全检测及作业要求。[结论]该系统设计方案和控制算法对于其他水下机器人的控制系统研究均有借鉴意义。     

水下安全检测与作业型机器人控制系统

  目的  为了提高遥控水下航行器（ROV）在复杂水下环境中的姿态控制性能,开展多电机协同推进的ROV姿态控制研究。  方法  首先,针对多电机系统的结构和算法,分别提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合结构和一种新型非奇异终端滑模控制（SMC）算法,并设计一种新颖的基于多电机协同推进的ROV 姿态控制方法;然后,建立ROV的运动学和动力学模型,开展推进器组推力建模分析、解耦简化ROV动力学模型研究;最后,设计一种ROV滑模姿态控制器。  结果  仿真结果表明,所提的结构和算法可提高多电机系统的抗干扰性、同步性和快速响应能力,进而提高ROV姿态控制系统的稳定性与鲁棒性。  结论  所提方法可为ROV姿态控制提供一种新的可用方案。     

机加工生产线设备虚拟仿真的实现

机加工设备模型仿真作为生产运行仿真场景搭建的基础环节而显得尤为重要。本文对机加工虚拟设备进行分类,并提出了虚拟模型静态和动态构建方法,主要针对加工中心和物流机器人的虚拟样机构建技术,以VRML语言为基础,讨论研究了虚拟样机建模的代码预处理、动态样机的构建、多级别虚拟传感器的建立和样机仿真度的处理。结果证明:为生产虚拟场景搭建和设备虚拟交互提供了良好参考。     

小组立机器人装焊生产线总体设计研究

基于典型小组立工件的生产纲领,分析小组立工件的加工工艺,制订详细的加工工艺路线,对小组立机器人装焊生产线的工位进行总体布置设计。依据典型工件的生产纲领,从组成设备和系统集成控制2个方面对焊接机器人工作站进行设计研究。从生产节拍、工作人数、产品质量、生产连续性和生产管理等5个方面对小组立机器人装焊生产线与传统小组立生产方式进行对比分析。结果表明:相对于传统小组立生产方式,小组立机器人装焊生产线的生产效率更高,所需人数更少,产品质量更稳定、更优异;同时,具有生产连续性好、生产管理更智能化等特点,能达到提高生产效率、降低人数、改善焊接质量的目标,使小组立工件生产形成规模化、高效化和批量化的智能制造模式。     

海洋工程水下结构检测与清污机器人控制系统研究

针对自主研发的水下检测与清污机器人设计了一套控制系统.该系统分水面控制系统和水下控制系统两大部分,水面控制系统主要包括PC机、控制箱、脐带缆、控制摇杆等设备.水下控制系统包括嵌入式微控制器、视觉照明模块、安全保护模块、传感器模块、运动模块、供电模块等部分.并对控制系统的软件硬件进行了设计,建立了纵向和艏向动力学模型,根据ROV结构、功能特点等简化模型;设计了一种新颖的结合PID控制的约束输入输出的直接广义预测控制算法,并对水下机器人的艏向和纵向运动展开研究.仿真结果表明,该算法具有稳定性好、自适应强等优点,具有良好的控制效果.     

8A4水下机器人控制系统

简要介绍了我国自行研制的８Ａ４水下机器人的主要特性、技术参数、控制结构等、以及为提高可靠性、可维性、实用性所采取的一系列措施、使之能在海洋工程中应用。     

船舶除锈机器人驱动控制系统优化设计

传统系统缺少硬件驱动电路和软件系统调速功能设计,导致系统驱动控制效率较低,为了解决该问题,优化设计了船舶除锈机器人驱动控制系统。根据系统硬件总体结构,设计下位机伺服控制器,采用AT89C51型号单片机,对电机运转进行控制,依据控制器接线情况获取相应脉冲信号。由接口相向传送该信号,通过电机驱动电路控制原理,从光电隔离电路中获取最终脉冲信号,引进电机驱动器之中进行控制,由此完成系统硬件设计。使用C语言维护软件功能,通过RS-485串口接收到来自上位机系统指令,设计系统调速功能,通过脉宽控制除锈机器人左右2个伺服驱动器在相应状态下运转,由此完成软件部分的优化设计。通过实验对比结果可知,该系统最高控制效率可达到95%,为大型船舶除锈高效工作提供支持。     

水下机器人递阶控制系统结构设计

为了简化水下机器人的控制系统设计,实现良好的人机界面,本文提出了解耦三级递阶控制系统结构,它包括由任务脚本和任务解释器组成的任务级控制、位置／姿态级控制和执行级控制。采用这种控制结构,大大缩短了开发周期,提高了软件模块的可重用性。     

舰船舱室用码垛机器人虚拟结构设计

传统结构机器人作业效率较低,为了改善该问题,提出了舰船舱室用码垛机器人虚拟结构设计。根据虚拟结构框架,对结构功能展开研究,在已知码垛初始点位置情况下,计算机器人旋转角度、水平位移和垂直位移,在结构控制条件下,完成机器人码垛功能。采用同步链条带动方式,根据自由度控制原理,通过CAN总线完成机器人虚拟伺服运动控制,经过底盘移动、起落门旋转、前叉升降协调运动,可设计出码垛机器人整体虚拟结构。通过实验结果可知,该结构最高作业效率可达到90%,符合码垛作业要求。     

一种小型船检水下机器人控制系统

本文主要分析履带式爬壁机器人控制系统。由于船舶表面结构特殊,设计一款履带式吸附机器人应用于船舶检测,可以代替人工在相对狭小空间或危险的环境中进行船体检测工作。通过控制机器人的自由移动,实现测量方法的全方位改进,提高船舶检测效率。     

腹部作业型水下机器人控制系统研制

[目的]针对无人水下机器人(UUV)的回收任务要求,研制开发一台新式腹部作业型水下遥控机器人(ROV)。腹部作业型ROV不同于一般依赖机械手作业的传统ROV,其通过腹部作业机构完成与UUV的水下对接及回收。[方法]介绍腹部作业型ROV的系统组成及原理,提出一种以一体化工业加固计算机为水面监控单元,PC104嵌入式工业控制计算机为水下主控单元,各驱动板为驱动单元的控制系统架构。同时建立腹部作业型ROV的动力学模型,并设计水平面定向控制的H∞鲁棒控制器。[结果]单项试验、系统联调及水池试验表明,腹部作业型ROV控制系统具有良好的实时性和可靠性,能够满足UUV回收任务的要求。[结论]该架构和算法对于其他移动机器人、无人机、仿生机器人的控制系统开发均具有参考意义。     

机器人生产线在船舶智能制造中的应用研究

结合国内首个船舶智能制造试点示范项目,对机器人生产线如小组立机器人焊接生产线等的应用情况进行梳理分析,包括工艺流程及布置、生产模式对比改进、提质增效和人员减配等,为船舶智能制造发展建设提供参考。     

机器人生产线在船舶智能制造中的应用研究

智能制造是“中国制造2025”的主攻方向。本文先浅谈了智能船厂,并结合国内首个智能船厂试点对智能船厂的初级发展建设等进行初步探索,主要对船舶智能制造机器人生产线应用进行梳理分析,如工艺流程及布置、生产模式改进、提质增效和人员减配等。     

2012中国国际金属成形展将展示百余台套实物生产线

2012中国国际金属成形展览会即将于2012年9月10-13日在中国国际展览中心W1-W2馆举办。展商和观众组织工作情况为历年同期最好的一届,共有近300家冲压、钣金和锻造设备、模具、零部件和材料企业     

2012中国国际金属成形展将展示百宗台套实物生产线

2012中国国际金属成形展览会即将于2012年9月10-13日在中国国际展览中心W1-W2馆举办。展商和观众组织工作情况为历年同期最好的一届,共有近300家冲压、钣金和锻造设备、模具、零部件和材料企业参展,以及30多个观众参观团参观,展示面积27000平米,展会上将实物展示上百套生产线和数百套实物展品。