文献综述-机器人通信

文献综述-机器人通信
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文献综述

题目未知环境中多机器人通信技术研究姓名杜帅锋

专业通信工程

学号 201251004

指导教师邵杰

郑州科技学院信息工程学院

二〇一六年三月

目录

1前言 (1)

1.1概述 (1)

1.2 设计研究的背景意义 (1)

2多机器人通信方式 (2)

2.1多机器人通信方式介绍 (2)

2.2基于多机器人通信模型研究 (2)

2.2.1机器人通信访问协议 (3)

2.2.2智能体通信方式 (3)

3基本通信模式 (4)

3.1C/S模型 (4)

3.2基于Zigbee通信 (4)

3.3云计算多机器人 (5)

4国内外研究状态与水平 (5)

5 多机器人通信系统研究展望 (6)

致谢 (7)

参考文献 (7)

1前言

目前,机器人技术是近年来发展起来的一门综合学科,集中了机械、电子、计算机、自动控制等多学科最新研究成果,代表了机电一体化的最高成就。随着机器人技术的发展,机器人的能力不断提高,机器人应用领域也不断开拓,尤其是一些危险的、特殊的领域人们对其“智能”的要求也日益提高,由于单机器人的局限性,一些复杂任务需要通过多机器人协调来完成,要求多机器人之间具有协

作能力。主要通过书籍和网络文献了解国内外群体机器人协调工作中通信技术研究历史和现状。

1.1概述

本文的主要研究内容如下:主要介绍了多机器人通信研究发展历史与研究现状,指出了论文的课题背景。介绍了国内外多机器人通信的各种通信方式,并重点介绍了三种主流的群体机器人通信方式,并以此引出两种实验与仿真。对全文内容的总结说明,并指出了新的研究方向和仍然需要进一步解决的问题。

1.2 设计研究的背景意义

目前人们对多机器人的研究主要集中在运动控制层,即研究多机器人忽略了

多机器人协调最基本的问题,即多机器人之间信息的传递;多机器人之间通过必要的信息交流,从多机器人的同步或协调,如坐标确定、路径规划、防止死锁、避免碰撞等,这虽然是很有必要的,但忽略了多机器人系统的角度实现系统中单个机器人的控制。

多机器人协作和控制研究的基本思想就是将多机器人之间的协作看作一个

群体,研究其协作机制,从而充分发挥多机器人系统各种内在的优势。为了有效地交流和协商,必须解决机器人之间信息处理与传输问题,即多机器人通信问题。

多机器人技术是机器人学发展的一个新方向.一方面,由于某些任务的复杂性,单个机器人难以完成时,常通过多机器人之间的合作来完成;另一方面,通过

多机器人间的合作,可提高机器人系统在作业过程中的效率,进而当工作环境发

生变化或机器人系统局部发生故障时,多机器人系统仍可通过本身具有的合作关

系完成预定的任务.

2多机器人通信方式

2.1多机器人通信方式介绍

在多机器人系统中,通过通信多机器人系统中各机器人了解其它机器人的意图、目标和动作以及当前环境状态等信息,进而进行有效的磋商,协作完成任务。机器人之间的通信一般分为隐式通信和显式通信两类隐式通信系统通过外界环境和自身传感器来获取所需的信息并实现相互之间的协作,机器人之间没有直接进行信息交换。在隐式通信中机器人在环境中留下某些特定信息,其通过传感器获取外界环境信息的同时,也可能获取到其它的机器人遗留下的信息。此多机器人系统中,各机器人之间不存在数据的显式交换,所以无法使用一些高级的协调协作策略,降低了完成复杂任务的能力。使用显式通信的多机器人系统利用特定的通信介质,快速有效地完成各机器人间信息的交互,实现许多在隐式通信下无法完成的高级协调协作策略。但由于多机器人系统在通信的实时性、可靠性等方面有特殊要求,所以针对适用于多机器人系统分布式控制结构的特定环境的通信机制的研究具有重要的意义。隐式通信与显式通信是多机器人系统各具特色的两种通信模式,如果将两者各自的优势结合起来,则多机器人系统就可以灵活地应对各种动态未知环境,完成许多复杂任务。

多机器人通信拓扑结构大致分为:星形、环形、总线、网状等。

在各种拓扑结构中,总线形拓扑结构在多机器人通信中应用得较多。总线拓扑的重要特征是可采用多址访问和广播介质,易于组成分布式系统。总线拓扑的典型代表是著名的以太网。总线结构是目前多机器人通信系统中采用最多的一种拓扑形式,其优点是具有较好的坚固性。

2.2基于多机器人通信模型研究

协作是多机器人系统的重要特征,协作的实现离不开通信。在多智能体机器

人环境中,通信系统的构建与实现,要为多机器人系统提供良好的通信平台以实现总体控制功能。

2.2.1机器人通信访问协议

针对保证实时通信的研究工作有很多,如令牌总线、令牌环、分布式队列双总线、光纤分布数据接口等。这些解决方法都需要维持一个物理或逻辑环,增加的硬件设备导致费用较高,管理和分发很复杂,带来的系统负担将较大。

在总线拓扑结构里总线式CSMA/CA得到广泛应用。CSMA/CA 的目的是避免冲突,而不是检测冲突是否存在。CSMA/CA 存取方式存在的一个问题是报

分组冲突后,仍然继续发送直至全部结束,如果冲突各方检测到冲突后能及时停止发送,则可使信道有效利用率得到提高。而CSMA/CD 协议的存取方式是根据上述要求改进而来的。采用C S M A / C D 控制方式时,不足的一面是,当各机器人发送请求的频率越高信号冲突的可能性就越大,从而造成整个网络信号处理量下降。

层协议的研究,目前基于多智能体的实时通信系统中,多采用T C P 协议,以保证系统的稳定性和可靠性,基本不发生丢包的现象。但是,这是以牺牲系统的实时性为代价的,往往达不到预期的效果。相反,无连接的、不可靠的、尽最大努力投递报文的U D P协议虽然没有差错控制、超时重发、拥塞控制等可靠性保证策略,但这也正是U D P 的特点所在。在基于U D P 的通信中,没有发送之前建立连接的过程,也没有发送方等待确认包的“握手”过程,但保证了U D P 的“轻量”、快速的特点,在网络质量较好的情况下仍然是首要选择。因此可考虑使用TCP 协议和U D P 协议结合的通信协议。

2.2.2智能体通信方式

在多智能体机器人系统中,常用通信方式有:黑板模式、联邦方式、广播方式、点到点方式。如下表。

3基本通信模式

3.1C/S模型

此模型适用于需要集中控制的应用,中心服务器利用其特殊地位了解各客户机的需求,这有利于对客户进程的管理以及实现通信资源的合理分配与调度;另外,C / S 模型结构简单、易于实现,便于错误诊断及系统维护。其缺点也很明显:客户进程间通信效率低,服务器工作负荷大,服务器性能及网络带宽是影统性能的瓶颈;中心服务器的错误会导致整个系统的崩溃。

3.2基于Zigbee通信

P2P 通信模型由中心结构改变为分布式结构,节点间通信不经过中心服的转发,而是直接进行通信,提高了通信效率;系统运行不依赖于模型中某个节点,因此系统负载较为均衡、可靠性高。然而,P 2 P 模型并不适用于包含控制、调度、管理等任务的应用。我们希望有一种机制能对系统资源进行统一、可预计分配。如果采用P2P 模型来实现,由于智能体的对等特性,那么每个智能体都要保存所有智能体的状态信息,增加了本地存储负担;智能体内部状态的任何变化

都必须及时通知其它智能体,增加了网络通信负担;每个智能体都必须处理控制或调度相关的计算,增加了系统负担。

综合比较 C /S 和P2P 模型,可考虑建立能支持系统复杂通信行为的基于

C/S 和P2P 模型混合的模型结构。

3.3云计算多机器人

云计算或者我们听起来很陌生,但是这是近几年来国家大力推广的一项业务,或许现阶段人们还对云计算还没有一个标准定义,也就是一个国际上承认的称呼,但是目前来说基本上都会认为云计算是相比传统,是一种大规模的分布式计算模式。云计算需要通过互联网的人都可以请求资源池,云计算使人们可以分享更多的资源和资源更新速度,当系统不受影响时。用户只需要有一个能够连接硬件终端的网络能够利用云计算资源,云计算在近几年已经得到了广泛的发展和应用,物联网云、云安全、云存储、私有云、云游戏、云教育、云会议、社会网络和云。中国,云计算的生态系统正在建设,在政府、商界和科研人员共同的关切,云计算将会发挥越来越重要的作用,在卫生领域的关心,包括电信、电子商务。电子设计机器人拟人内幕信息从外面快速反应有很多的运算处理,机器人可以大量的算法处理在,"云"极大地简化了结构的内部设计,但也可以提高处理速度的反应,是可以通过网络实现的最终控制远端的机器人也使更多的机器人"集群效应",以执行更复杂的任务。

4国内外研究状态与水平

目前,多机器人系统应用领域广泛。美、欧、日等国家从20 世纪80 年代中期就开始对多机器人系统做了大量研究,协作机器人学得到了较好的发展。日本对群体机器人系统的研究开展得比较早,著名的研究有 A C T R E S S系统和

C E B O T 系统。A C T E R E S S系统通过设计底层的通信结构而把机器人、周围设备和计算机等连接起来的自治多机器人智能系统。C E B O T 系统中,每个

机器人可以自主地运动,整个系统没有集中控制,可以根据任务和环境动态重构、可以具有学习和适应的群体智能。我国群体机器人的研究起步较晚,上海交通大学、中国科学院、哈尔滨工业大学机器人研究所、东北大学等已先后开发出各种形式的群体机器人系统。中科院沈阳自动化研究所以制造环境应用多机器人装配为背景,建立了一个多机器人协作装配系统。国内外对群体机器人通信的研究已取得了令人瞩目的进展,但与工业机器人相比,实用性尚有很大的差距,仍需要在通信协作,系统可靠性,任务分解与分配等方面继续研究,不断深入。

5 多机器人通信系统研究展望

有限的通信范围影响了多机器人系统完成任务的效率. 目前的多机器人系

统研究中,并没有考虑机器人通信范围的受限性,机器人往往不受任何通信范围的约束而进行工作.深入讨论了通信受限情况下的机器人探索策略,均提出了用/ 包机器人0来扩展机器人活动范围的策略,类似的策略还有转播节点和转发器Puck具有通信受限约束的机器探测环境时,比不含有此限制的情况困难得多,因此通信受限题是目前研究的热点和难点。

通信质量问题机器人在移动过程中脱离了通信网络,或者遇到通信故障时,没有任何信息交流,可能去探测已探测过的区域,从而造成资源浪费若 1 个机器人与其他机器人脱离了联系。第 2 个机器人可以自主地创建一个新的通信网络,将丢失的机器人与团队重新连接,则可以避免这种浪费。文献进行了恢复通信和保证通信质量的研究.文献提出了一个基于行为的导航方法,用于在机器人团队间保持直线通信.利用其他机器人的信息,对通信质量进行实时检测,并结合环境的先验地图近似计算出一个最佳的移动方向.实验表明,该方法在机器人数增加时,可以提高机器人间的通信质量目前多机器人通信技术远未成熟,还需要进行广泛的研究,以实现在不可靠环境中机器人的可靠通信。因此,提高多机器人通信系统的通信质量是一个值得研究的方向。

通信复杂度和切换不适应性多机器人系统通信网络研究的主要挑战在于机器人系统是将控制、通信和计算三者相结合的复杂智能体系统.结合通信问题,

提出了一种多机器人运动控制算法,并提出了时间可计算理论和基于通信复杂度的运动协调算法。当多机器人需要适应其他特定的任务或环境时,这种变化会给整个团队带来混乱,即环境切换感知能力不足,针对如何达到无缝的环境切换感知能力,提出了一种规一化熵索引模型.该模型通过计算每个机器人对团队的贡献来估计系统状态,进而做出相应的调整,以克服这种环境切换不适应性问题.智能体子系统间的相互通信具有较大的复杂性,目前对于多机器人系统中通信复杂度的研究已引起了研究人员的重视。

致谢

首先,真诚的感谢我的指导老师邵杰老师,自从选择毕业论文课题以后,邵老师就一直很关心我们的毕业论文,给我进行论文课题的分析和讲解,并帮助我分析了未知环境中多机器人通信技术研究发展历史和国内外的发展现状,而且帮助我分析预测了论文撰写过程中可能会出现的各种各样的问题,提出了一些针对性的建议,使我少走了很多弯路。邵杰老师为人谦虚宽容,和蔼可亲,学识渊博,老师严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。邵杰老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向邵杰老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们,正是由于你们的帮助和支持,我才能克服一个一个的困难和疑惑,直至本文的顺利完成。

参考文献

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(完整版)工业机器人文献综述

工业机器人文献综述 生产力在不断进步,推动养科技的进步与革新,以建立更加合理 的生产关系。自工业革命以来,人力劳动己经逐渐被机械所取代,而这种变革为人类社会创造出巨大的财富,极大地推动了人类社会的进步时至今天,机电一体化,机械智能化等技术应运而生并己经成为时代的主旋律。 1.工业机器人的发展: 1.1 机器人概念的诞生 机器人技术一词虽然出现的较晚,但这一概念在人类的想象中却早已出现。自古以来,有不少科学家和杰出工匠都曾制造出具有人类特点或具有动物特征的机器人雏形。我国西周时期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早的涉及机器人概念的文章记录,此外春秋后期鲁班制造过一只木鸟,能在空中飞行,体现了我国劳动人民的智慧。机器人一词由捷克作家--卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首次提出,剧中描述了一机器奴仆Robot。此次Robot被沿用下来,中文译成机器人。1942年美国科幻作家埃萨克.阿西莫夫在他的科幻小说《我.机器人》中提出了“机器人三大定律”,这三大定律后来成为学术界默认的研发原则。现代机器人出现于20世纪中期,当计算机技术出现,电子技术的进步,数控机床的出现及与机器人相关的控制技术和零件加工技术的成熟,为现代机器人的发展打下了基础。 1.2 国内机器人的发展史 在我国目前采用工业机器人的行业主要有汽车行业、摩托车、电 器、工程机械、石油化工等行业。我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国,对于工业机器人的需求量在逐年增加,从而吸引了大批工业机器人的制造商,加快了我国工业机器人技术的发展第一阶段是20世纪80年代,我国为t跟踪国际机器人技术的道路,当时以原机械工业部为主,航天工业部等部门联合组织国内的相关研究单位开展了工业机器人的研究,先后推出了弧焊、点焊、喷漆等多种工业机器人。直到90年代,通过国家863计划等的K77,我国具备t独!)设计不}}生产工业机器人的能力,培养了一批高水平的研究生产队伍进入21世纪,中国的工业机器人发展进入t一个崭新的阶段,其中最大的特点是以企业为主体,以市场为导向、赢利为目标的机器人产业开发群体止在形成。尽管国外大的工业机器人公司为了占领中国不断扩大的市场,加大了其在中国的经销力度,但是中国的机器人企业以自己独有的市场信息优势、售前售后的服}}c势、针对中国企业的工艺特点的专门化设计优势努力争取自己的市场地位随养全球经济的一体化发展,世界制造中心向中国转移的趋势,中国工业机器人的产业会快速的发展起来,特别重要的是研制单位必须和需求紧密结合,让机器人走进工厂,实现真止的产业化。 经过20多年的探索,我国的工业机器人自动化技术取得t长足的发展,但是与世界发达国家相比,还有不小的差距;机器人应用工程起步也较晚,应用领域窄,生产线系统技术落后随养我国制造业-尤其是汽车行业的发展,对工业机器人的需求日益增长,工业机器人的拥有量远远不能满足需求量。尤其是基础零部件和元器件生产和制造、机器人可靠性以及成木等问题,都存在很多问题。尤其在大负载工业机器人方而,不仅产品长期大量依靠从国外引进,在维护、更新改造方而对国外的依赖也相当严重。 1.3国内外工业机器人的发展方向

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智能机器人简介 土木建筑学院工程管理1002班蔡建森 201048150224 智能机器人之所以叫智能机器人,这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作用的是中央计算机,这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是,这样的计算机可以进行按目的安排的动作。正因为这样,我们才说这种机器人才是真正的机器人,尽管它们的外表可能有所不同。 基本解释 我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人,它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的“活物”。其实,这个自控“活物”的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。我们称这种机器人为自控机器人,以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果,控制论主张这样的事实:生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。正像一个智能机器人制造者所说的,机器人是一种系统的功能描述,这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到,现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了。智能机器人能够理解人类语言,用人类语言同操作者对话,在它自身的“意识”中单独形成了一种使它得以“生存”的外界环境——实际情况的详尽模式。它能分析出现的情况,能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求,能拟定所希望的动作,并在信息不充分的情况下和环境迅速变化的条件下完成这些动作。当然,要它和我们人类思维一模一样,这是不可能办到的。不过,仍然有人试图建立计算机能够

智能机器人拉车 理解的某种“微观世界”。比如维诺格勒在麻省理工学院人工智能实验室里制作的机器人。这个机器试图完全学会玩积木:积木的排列、移动和几何图案结构,达到一个小孩子的程度。这个机器人能独自行走和拿起一定的物品,能“看到”东西并分析看到的东西,能服从指令并用人类语言回答问题。更重要的是它具有“理解”能力。为此,有人曾经在一次人工智能学术会议上说过,不到十年,我们把电子计算机的智力提高了10倍;如维诺格勒所指出的,计算机具有明显的人工智能成分。 按功能分类 综述 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。到目前为止,在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素:一是感觉要素,用来认识周围环境状态;二是运动要素,对外界做出反应性动作;三是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,思考出采用什么样的动作。感觉要素包括能感知视觉、接近、距离等的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉等的接触型传感器。这些要素实质上就是相当于人的眼、鼻、耳等五官,它们的功能可以利用诸如摄像机、图像传感器、超声波传成器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。对运动要素来说,智能机

大数据下民用机器人的运用及发展的文献综述演示教学

大数据下民用机器人的运用及发展的文献综述 李论 摘要:在人工智能大热的背景下,机器人的发展也日新月异,迅速渗透到各行各业中。机器人不仅改变着人类生活方式,也是先进制造业的关键支撑装备,其研发和产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。近年来,随着机器人逐渐走入百姓的视野和生活,一系列政策扶持及市场需求拉动,使得中国民用机器人产业飞速发展。 关键词:大数据民用机器人研究综述 一、国内外民用机器人的现状与发展 通常所说的机器人主要指的是工业机器人,不仅仅是因为工业机器人起步较早,运用领域较广,更重要的是工业机器人已经比较成熟,在很多领域都能够得到应用。服务机器人则不然,日本早在20多年前就开始涉足服务机器人的研究,为什么迟迟没有成熟的产品问世?最近一年来,服务机器人却异军突起?主要有两个原因:一是大数据、云计算、精密传感等技术取得重大突破;二是日本进入老龄化社会以后,巨大的市场刚需倒逼行业发展。 服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,完成有益于人类健康的服务工作。医用机器人是具有最好应用前景的服务机器人,它能够完成或辅助完成常规医疗方法和设备难以完成的复杂诊断和手术,已在神经外科手术、胸(含心脏)外科手术、遥控外科手术、人工关节置换和无损伤检测等方面引起重大变革,极大地提高医疗水平,为病人带来福音。医疗机器人主要研究开发手术机器人及其相关先进医用技术和设备,包括开展手术规划与导航、高精度和高可靠性的定位操作医用机器人机构、灵巧微操作手(机械手)、人机交互导航控制等关键技术。医用机器人的研究开发,不仅对常规医疗带来一系列技术变革,对临床和家庭护理及康复工程的发展产生深远影响,而且将推动智能机器人、计算机、虚拟现实、微机械电子等学科的发展。除手术机器人、诊断机器人、护理机器人、康复机器人等医用机器人外,服务机器人还包括各种家用机器人、娱乐机器人、体育机器人、玩具机器人、导游机器人、保安机器人、排险机器人、清洁机器人、秘书机器人、建筑机器人、邮拾和送信机器人以及加油机器人等。随着开发研究的进一步开展和价格的大幅度下降,服务机器人将广泛进入医院、家庭、工地、办公室和体育娱乐场馆,直接与人类共处,为人类排忧解难。 过去,日本开发了许多服务机器人,特别是陪护老人、情感、娱乐、教育等领域的机器人,与老人聊天,帮助老人拿东西,帮助老人做饭倒水、照顾孩子等,由于技术不成熟,不敢推向社会。他们认为,要推出与人打交道的产品是非常谨慎的事情。如果机器人不但没有陪护好老人,反而还伤害老人,这将是巨大的社会问题。最近几年,在互联网、物联网、图像识别、语音识别等技术有了快速发展的背景下,我们过去的困难变得迎刃而解。当然,目前的服务机器人还只是一个初级阶段的产物,智能化水平比较低,还需要不断完善。1 1胡跃明,丁维中等.吸尘机器人的研究现状与展望.计算机测量与控制,2002.10(10):631—633页 2蒋新松.未来机器人技术发展方向的探讨.机器人.1996(5):285—291页 3王炎,周大威.移动式服务机器人的发展现状及我们的研究门.电气传动.2000(4): 精品文档

电气专业论文文献综述

沧州师学院 专业外语阅读文献综述 学院机械与电气工程学院 姓名昊 学号1414216125 专业电气工程及其自动化 班级2014级1班 2017 年 1 月

PLC技术简介与应用 摘要:随着电子计算机技术的不断发展,PLC 技术在电气化自动控制制造与研发领域中的应用变得越来越广泛,发挥着不可替代的作用。PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用是以微软的处理器作为基础,结合了现在的计算机技术,自动控制技术,现代通讯技术等的优势,极大的扩充了 PLC 技术在电气设备自动化控制应用中的适用领域,有很强的实效性。PLC 技术有着高灵活性、高可靠性、便捷性,和工业机器人、CAD/CAM 并称现代自动化工业的三大顶梁柱。本文介绍何为 PLC 技术,PLC 技术在电气设备自动化控制中的优势与应用,希望能有一定的借鉴作用。 关键词:PLC 技术;电气设备;自动化控制 一.PLC 技术的概念 PLC 是英语可编程控制器 Programmable logic Controller 的缩写,以微处理器为依托,结合通信,计算机,互联网和自动控制技术开发而成的工业上的控制装置。 PLC 技术起源于 20 世纪 70 年代,被成功的运用于汽车工业中。随着 PLC 技术运算,处理速度,控制各种功能的进步与商业化,它在电气设备自动化中的应用领域也变得越来越广泛,形成了仪表-电器-计算机控制的一体化模式。 PLC 技术在产品中的应用与生产,是以 DCS 集散控制系统和 FCS 总线控制系统作为主要的控制形式。 PLC 技术在将来的发展中,将不仅仅是作为一个基础系统,而是一种全分布式,开放式的控制系统。 二.PLC的结构 P L C 技术的本质是应用于工业控制的计算机技术,因此,它的硬件结构组成同大多数计算机结构是基本一致的,都包括有:电源、C P U( 中央处理器)、存储器、功能模块、通信模块、输入/ 输出接口电路等等。 三.PLC的工作原理概述 第一个步骤,输入采样。在这个步骤当中,可编程控制器读取采样数据主要通过扫描的方式,然后利用输入I/O输出映像区中所对应的单元对这些数据进行存储。在数据采样被输入之后,继续执行输出刷新操作对转入用户程序。 第二个步骤,程序执行。在用户程序执行的过程中,可编程控制器对用户程序进行扫描的执行顺序总是自上而下,在扫描的过程中,其运算按照固定的顺序和路线进行,其中,扫描顺序也是由左至右,由上至下,而扫描线路则是由用户程序的各个触电构成。 第三个步骤,系统输出刷新。在这一阶段所要完成的操作是可编程控制器在

本科毕设步行机器人文献综述

本科生毕业设计(论文)文献综述 设计(论文)题目步行机器人运动学分析 作者所在系别机械工程系 作者所在专业机械设计制造及其自动化 作者所在班级B08111 作者姓名郭建龙 作者学号20084011132 指导教师姓名韩书葵 指导教师职称副教授 完成时间2012 年 2 月 北华航天工业学院教务处制

说明 1.根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》,学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.文献综述应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。 3.文献综述各项内容要实事求是,文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。 4.学生撰写文献综述,阅读的主要参考文献应在10篇以上(土建类专业文献篇数可酌减),其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 5.文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求,字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交

毕业设计(论文)文献综述

Quadruped walking robot Abstract:The composition of the various parts of the walking robot is given a four-legged walking robot for complex terrain structure,analysis of the gait of the robot,given way to judge the stability of the robot in this form of gait.DH transform the kinematics of the robot forms of expression.The use of software for the simulation of the walking robot kinematics,robot joint exercise in the form in this form of gait,and laid the foundation for future robot control. Keywords: r obot kinematic analysis gait stability

四足步行机器人文献综述

四足步行机器人文献综述 移动机器人按移动方式大体分为两大类;一是由现代车辆技术延伸进展成轮式移动机 器人(包括履带式);二是基于仿生技术的运动仿生气器人。运动仿生气器人按移动方式分 为足式移动、蠕动、蛇行、游动及扑翼飞行等形式,其中足式机器人是研究最多的一类运动 仿生气器人。 自然环境中有约50%的地势,轮式或履带式车辆到达不了,而这些地点如森林,草地 湿地,山林地等地域中拥有庞大的资源,要探测和利用且要尽可能少的破坏环境,足式机器 人以其固有的移动优势成为野外探测工作的首选,另外,如海底和极地的科学考察和探究, 足式机器人也具有明显的优势,因而足式机器人的研究得到世界各国的广泛重视。现研制成 功的足式机器人有1足,2足,4足,6足,8足等系列,大于8足的研究专门少。曾长期作为人类要紧交通工具的马,牛,驴,骆驼等四足动物因其优越的野外行走能 力和负载能力自然是人们研究足式机器人的重点仿生对象。因而四足机器人在足式机器人中 占有专门大的比例。长期从事足式机器人研究的日本东京工业大学的広濑茂男等学者认为:从 稳固性和操纵难易程度及制造成本等方面综合考虑,四足机是最佳的足式机器人形式[1],四 足机器人的研究深具社会意义和有用价值。

四足机器人的研究可分为早期探究和现代自主机器人研究两个 时期。中国古代的“木牛流马”以及国外十九世纪由Rygg 设计的“机械马”,是人类对足式行走行机器的早期探究。而Muybridge 在1899 年用连续摄影的方法研究动物的行走步态,则是人们研究足式机器人的开端。20世纪60年代,机器人进入了以机械和液压操纵实现运动的进展时期。美国学者Shigley(1960)和Baldwin(1966)都使用凸轮连杆机构设计了机动的步行车[2]。这一时期的研究成果最具代表性的是美国的Mosher于19 68 年设计的四足车“Walking Truck”[3](图1)。 80年代,随着运算机技术和机器人操纵技术的广泛研究和应用,真正进入了具有自主行为的现代足式机器人的广泛研究时期。 2、现代自主机器人的研究状况 以微型运算机技术广泛应用为标志的现代四足机器人的研究和应用受到世界广泛的关 注。现代四足机器人研究最系统和取得研究成果最多的是日本东京工业大学的広濑茂男等领 导的広癞·福田机器人研究室(HIROSE·FUKUSHIMA ROBTICS L AB),该实验室从80年代 开始四足机的研究,连续研究20多年,共试制成功3个系列、12款四足机器人。发表有关研 究论文172篇[4]。其它如美国的 MIT,卡耐基梅隆大学,加拿大,德国,法国,新加坡,韩国 等国家均有四足机器人样机研制成功。国内也进行了四足机器人的基础研究和试验研究,如 吉林工业大学,北京航空航天大学、上海交通大学,哈尔滨工业大学,中国科技大学等单位。 表1列出了国内外要紧从事研究四足机的单位和其研制的典型样机型。

毕设工业机器人运动学文献综述

机械臂的运动学分析综述 前言 随着工业自动化的发展,机械臂在产业自动化方面应用已经相当广泛。机械臂在复杂、枯燥甚至是恶劣环境下,无论是完成效率以及完成精确性都是人类所无法比拟的,也因此,机械臂在人类的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。自从第一台产业用机器人发明以来,机械臂的应用也从原本的汽车工业、模具制造、电子制造等相关产业,向农业、医疗、服务业等领域渗透。 按照不同的标准,机器人分类方法各异。操作性与移动性是机器人最基本的功能构成[1]。根据机器人是否具有这两个能力对机器人进行分类,可以把机器人大体分为三大类:(1)仅具有移动能力的移动机器人。比如Endotics医疗机器人、Big Dog、PackBot,以及美国Pioneer公司的研究型机器人P2-DX、P3-DX、PowerBot 等。(2)仅具有操作能力的机械臂。比如Dextre、PUMA560、PowerCube机械臂等。(3)具有移动和操作能力的移动机械臂系统。如RI-MAN、FFR-1、以及勇气号火星车等[2]。机械臂作为机器人最主要的执行机构,工程人员对它的研究也越来越多。 在国内外各种机器人和机械臂的研究成为科研的热点,研究大体是两个方向:其一是机器人的智能化,多传感器、多控制器,先进的控制算法,复杂的机电控制系统;其二是与生产加工相联系,满足相对具体的任务的工业机器人,主要采用性价比高的模块,在满足工作要求的基础上,追求系统的经济、简洁、可靠,大量采用工业控制器,市场化、模块化的元件。 机械臂或移动车作为机器人主体部分,同末端执行器、驱动器、传感器、控制器、处理器以及软件共同构成一个完整的机器人系统。一个机械臂的系统可以分为机械、硬件、软件和算法四部分。机械臂的具体设计需要考虑结构设计、驱动系统设计、运动学和动力学的分析和仿真、轨迹规划和路径规划研究等部分。因此设计一个高效精确的机械臂系统,不仅能为生产带来更多的效益,也更易于维护和维修。 主题 机械臂的运动学分析分为正运动学和逆运动学两部分。正运动学分析是指对于给定的一个机械臂,根据其连杆参数和各个关节变量来求解末端执行器相对于给定坐标系的位置和姿态。逆运动学分析是指根据机械臂已知的连杆参数和末端执行器相对于固定坐标系的位置和姿态,来求解机器人各个关节变量的大小。

迎宾机器人设计文献综述

1前言 随着社会的发展,人工成本越来越高,一些简单繁琐的工作,比如迎宾这个工作,越来越多的人们不愿意花费时间去做。随着机器人技术的发展,越来越多的地方开始采用迎宾机器人去完成这些简单繁琐无味的工作。但是,我国的机器人产业发展起步的比较晚,一些迎宾机器人的价钱昂贵,维修费用高,而且维修过程繁琐,所以,我国的迎宾机器人的使用率不高。 为了更好的服务广大群众,更加高效完成工作,迎宾机器人要普遍投入使用,更要完善的是迎宾机器人的经济成本和功能设定。争取让机器人进入我们的生活。 2国内外研究现状 机器人自40多年前诞生以来,主要在生产制造领域发展比较迅速。而对迎宾服务型机器人产品,由于技术含量尤其是智能方面要求较高,国内外一直处于研发状态,只是在二十世纪末才有公司正式推出限量产品。 本田公司于1996年在全球率先发布了第一个双足步行式机器人原型“P2”, 1996年发布的P2是世界首个类人智能双足步行机器人,而且,由于把主机、控制马达、电池、无线通讯等必要的机器全部藏起来,不仅实现了无线遥控,还使他在外观上比较“光鲜”。1997年完成的P3比他的“兄弟”P1和P2乖巧玲珑得多,身高只有1.6米,体重仅为130千克,这要得益于零配件材料的改良,而且在电脑实现分散型的控制之后,机器人满足了小型化和轻量化的要求,更利于融入人类的生活。2000年推出新一代“P3”改进后的更加小型、轻量化的两脚站立行走类型的机器人“Asimo”。 iRobot机器人吸尘器英文名称为“Roomba”,中文为“伦巴”,是由美国iRobot公司生产。美国麻省理工学院(MIT) 罗德尼·布鲁克斯教授(Rondy Brooks),主持世界最大的大学实验室——电脑科学暨人工智能实验室(Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory, 简称CSAIL),于1990年带着得意门生-科林·安格尔(Colin Angle)和海伦·格雷纳(Helen Greiner),以CSAIL所提供的创业基金为基础,创办了iRobot 公司。iRobot最初专注于军用机器人的研究,创造了PackBot等机器人,公司于2002年开始涉足家用机器人市场,并在2002年推出了具有历史历史意义的机器人吸尘器Roomba。

基于单片机的智能小车文献综述超详细

基于单片机的智能小车文献综述 摘要:随着电子工业的发展,智能技术广泛运用于各种领域,智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用,而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。国外智能车辆的研究历史较长。相比于国外,我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚,在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制将有广阔的发展空间。本文就智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍。 关键词:智能技术,STC89C52单片机,自动循迹,避障 1.前言 随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标[6]。 智能小车,也称轮式机器人,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车

能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶[1]。本次课题设计以此为背景,设计一种简易的运动小车,运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。 2.主题 智能车辆作为智能交通系统的关键技术,是许多高新技术综合集成的载体。智能车辆驾驶是一种通用性术语,指全部或部分完成一项或多项驾驶任务的综合车辆技术。智能车辆的一个基本特征是在一定道路条件下实现全部或者部分的自动驾驶功能,下面简单介绍一下国内外智能小车研究的发展情况[3]。 2.1国外智能车辆研究现状 国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段: 第一阶段20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS (Automated Guided Vehicle System)。该系统只是一个运行在固定线路上的拖车式运货平台,但它却具有了智能车辆最基本得特征即无人驾驶。早期研制AGVS的目的是为了提高仓库运输的自动化水平,应用领域仅局限于仓库内的物品运输。随着计算机的应用和传感技术的发展,智能车辆的研究不断得到新的发展。

智能避障机器人设计文献综述

智能避障机器人设计文献综述 1 前言 我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人,它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的“活物”。其实,这个自控“活物”的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。 机器人技术自上个世纪中叶问世以来,经历四十多年发展已取得长足进步,成为提高产业竞争力方面极为重要的战略高技术。目前,机器人关键技术日臻成熟,应用范围迅速扩展,作为计算机、自动控制、传感器、先进制造等领域技术集成的典型代表,面临巨大产业发展机会。国内外业界专家预测,智能机器人将是21世纪高技术产业新的增长方向。2003至2006年间,全球智能服务机器人以每年40%左右的速度迅速增长。当代机器人专家现已达成了共识:作为计算机技术及现代IT综合技术的一个必然延伸,机器人技术完全可能遵循“摩尔定律”,以前所未有的速度实现突破。智能机器人将成为继家电、个人电脑之后、第三个以超常规速度走向我们日常生活的产品。 如今知识工程、计算机科学、机电一体化和工业一体化等许多领域都在讨论智能系统,人们要求系统变得越来越智能化。显然传统的控制观念是无法满足人们的需求,而智能控制与这些传统的控制有机的结合起来取长补短,提高整体的优势更好的满足人们的需求。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制必将迎来它的发展新时代。计算机控制与电子技术的融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。因此,智能技术的研究、应用都是非常有意义而且有很高市场价值的[1]。 智能机器人,也称轮式智能小车,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、

焊接机器人文献综述

焊接机器人文献综述 关节机器人对基于视觉反馈控制的激光焊接的焊缝追踪 摘要:激光焊接对于机器人轨迹精度有相当高的要求。为了提高机器人激光焊接时的动态轨迹精度,人们基于立体视觉反馈控制的原理提出一种新的三维焊缝追踪的方法。这种方法建立了一种可视反馈控制系统,在该系统中有两个集中

于一点的相机被安装在工业机器人的后面。人们建造了一种具有坐标系统的工具以便把机器人最终环节的位置转移到该工具上。人们提出了一种GPI 转移方法,这种方法是利用双目望远镜可视技术和一种逐行选配的修改法则来计算激光焦点和焊缝的位置,它使得激光焦点和焊缝之间的动态轨迹错误可以计算出来。人们最终控制机器人的移动,并且在机器人运动学的基础上尽可能减少运动轨迹的错误。实验结果表明,这种方法能有效改善用于激光焊接的工业机器人的运动轨迹的精度。 关键词:工业机器人,视觉反馈,焊缝跟踪,轨迹精度。 1 引言 目前,卖给客户的关节机器人仅仅能够保证位置精度而不能保证运动轨迹。然而,随着制造加工业的发展,一些高速和高精度的工作,例如激光焊接和切割,对轨迹精度有十分高的要求。此外,在严格地结构化环境下目前的工业仅能够在预定的命令下移动,这限制了他们的应用范围。人们提出了许多研究计划来改善机器人在人们所认识的环境下的能力。作为一个重要的测量方法,视觉对改善工业机器人在人们所认识的不同的环境下的能力起着重要作用。 参照文献[1],人们以位置为基础建造了一种具有可视伺服系统的工业机器人,并且提出了一种运算法则,当事先知道物体一些特征点的距离时,利用这种法则就可以用一台照相机估计出物体的位置和外形。参照文献[2],基于eye-in-hand的可视伺服结构,物体的平面移动轨迹实现了一种eye-on-object的方法。参照文献[3],有这样一个问题:机器人最终环节的真实位置与人们用空间路径规划和图像基础控制的方法所预期的位置相差很远。参照文献[4],人们开发了一种工业火焰跟踪系统来切割视觉上的平面图形。 T.-J.小湖等人(艾德):机械手。焊接处。,Intellige。&自动化、LNCIS 362, pp. 281–287,2007. https://www.360docs.net/doc/ac14755230.html, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007 在本文中,为了改善激光焊接机器人移动轨迹的准确度,在轨迹追踪的过程中利用了用于焊缝识别[5]的GPI转移方方法,并且人们提出了一种改善过的运算法则以便更加精确地重建轨迹线和激光焦点。与此同时,人们巧妙的建立了一种工具坐标系使得工具转移位置的计算容易而又快捷。人们在机器人运动学的基础上计算机器人的改变位置,并最终控制机器人的移动以及尽可能的减少轨迹的错误。 2 激光焦点和轨迹线的三维重建 所建立的机器人视觉伺服系统的硬件如如1所示。一个激光加工工具和两个

并联机器人文献综述

并联机器人文献综述 1、引言 人类千百年来对器械自动化的追求,促使了机器人的产生和发展。自从 1961 年美国推出第一台工业机器人以来,机器人得到了迅速的发展。广泛应用于工业各部门以及服务、医疗、卫生、娱乐等许多方面,对人类的生活产生了深远的影响。现代所说的机器人多指工业机器人,大都是由基座、腰部(肩部)、大臂、小臂、腕部和手部构成,大臂小臂以串联形式连接,因而也称为串联机器人,目前关于机器人的研究大部分集中于这一领域。就在串联机器人蓬勃发展的时候,又出现了一类全新的机器人——并联机器人。它作为串联式机器人强有力的补充,扩大了整个机器人的应用范围,引起机器人学理论界和工程界的广泛关注,成为机器人研究的主要研究热点之一。 并联机器人作为一种全新的机器人,它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、动力性能好等一系列优点,并联六自由度机器人在许多行业有着非常好的应用前景,其特殊结构给机器人带来许多其它机器人不具备的优点。并联机器人是一种闭环机构,导致了其运动学和工作空间分析较为困难,同时也让机器人的精确控制变得特别困难。机器人运动时每个液压缸上分配的负载是变化的,因此每个液压伺服回路的受力、频率等系统参数也是变化的,常用的控制算法很难实现系统的精确控制。因此,对并联机器人的理论控制的研究对并联机器人的控制精度和应用推广有着重要的意义。 2、国内研究现状 最近几十年,国内外学者对并联机器人的特点、机构学、运动学方面进行了广泛、深入的研究,并且对这方面取得的成果进行了详细的概括和总结。但是,并联机器人作为一个结构复杂、多变量、多自由度、多参数耦合的非线性系统,其控制策略、控制方法的研究极其复杂。最初设计控制系统时,大多把并联机器人的各个分支当作完全独立的系统来进行控制,控制策略为传统的PID控制,控制效果很不理想。随着控制理论的发展,新的控制方法不断涌现,如智能控制"鲁棒控制"自适应控制等,并联机器人的控制也得到了迅速发展。 并联机器人作为一种结构复杂、多变量、多自由度、多参数耦合的非线性系

智能机器人系列产品 ()

智能机器人系列产品随着人们生活水平的日益提高,人们已经不满足于吃饱、穿暖的单调的生活了;而是追求更加舒适、更加健康的优质生活了。北京晋科光技术有限公司是家一直致力于生产、研发智能型机器人的生产厂家。力求为社会、为每个家庭:创造完美、优质、健康的生活环境。 北京晋科光技术有限公司成立于2000年,其产品主要涉及数字监控、MIS软件、无损检测以及智能家居等多个领域,是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。公司继无损检测领域“低频磁力探伤仪”、“缺陷显示膜”等专利产品之后,又在工业电子内窥镜领域开发出了系列新产品,并形成了规模化生产,产品远销全国各地。公司于2007年再次重拳出击,隆重推出“”品牌系列机器人产品。该系列机器人集无线网络监控、净化空气、自动清洁等功能于一体,开创了智能家用机器人的新篇章,引领国内机器人的应用研发走向实用化、经济化的发展发向。 公司经北京市软件行业协会认定为“北京软件企业”并通过了软件产品认定,2004年被北京市科委认定为“高新技术企业。”晋科光创建以来,以“只要用户想到,我们就能做到”为目标,凭借雄厚的技术实力,灵活多样的营销方式,严格规范的管理制度,热情周到的服务态度,在激烈的市场竞争中赢得广大客户的信赖。晋科光人把“诚信、勤劳、创新”作为理念。正以坚定稳健的步伐,朝着规模化、产业化的方向发展。

监控保洁机器人 无需电脑,无线连网,远程监控,自动清洁,自动充电,自动避障,一e就动 产品主要功能: 1、远程电脑实时监控,无需电脑,无线上网。 2、网络控制机器人的行走路线和云台转动,多方位观察每一个房间情况。 3、具备移动侦测功能,当有人进入它的视线,可立即拍照并将图片发送到主人的邮箱。 4、自动清洁房间的每一个角落,集扫、擦、吸尘功能于一体。 5、当快没电时,指示灯亮,机器会自动停止清扫,寻找充电基座进行自动充电,也可以通过软件控制充电。 6、智能螺旋导航系统和12个感应头。可以对房间做出测量,记录您的理想设置,躲避墙壁、楼梯。 7、配备虚拟墙发射器可发有效的阻止它进入您不想它进入的地方。 清新保洁机器人 产品主要功能: 1.自动清洁房间的每一个角落,集扫、擦、吸功能于一体。 2. 通过紫外线杀菌,二氧化钛光触媒,HEPA高效过滤净化室内空气,还您一个真正绿色的生存环境。 3.当快没电时,指示灯亮,机器会自动停止清扫,寻找充电基座进行自动充电,也可以通过软件控制充电。

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