机器人大赛

机器人大赛
机器人大赛

国际上的机器人足球比赛分为两大系列RoboCUP和FIRA。足球机器人的概念是1992年由一加拿大

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RoboCUP

教授(Alan mackworth)提出的。1993年,RoboCUP正式创办,1997年月,首届RoboCUP正式在日本名古屋举行。此后,这项比赛每年举办一次。机器人足球竞赛让机器人踢足球的想法是在1995年由韩国科学技术院(KAIST)的金钟焕(Jong—HwanKim)教授为了发展多智能体技术而提出的。1996年11月,他在韩国政府的支持下首次举办了微型机器人世界杯足球比赛(即FIRAMiroSot‘96),以后每年举办一次机器人足球比赛。

随着智能技术突飞猛进的发展、教育理念的不断更新,作为综合了信息技术、电子工程、机械工程、控制理论、传感技术以及人工智能等前沿科技的机器人技术也在为教育改革贡献自己的力量。为了推动机器人技术的发展,培养学生创新能力,在全世界范围内相继出现了一系列的机器人竞赛。机器人足球是人工智能领域与机器人领域的基础研究课题,是一个极富挑战性的高技术密集型项目。它涉及的主要研究领域有:机器人学、机电一体化、单片机、图像处理与图像识别、知识工程与专家系统、多智能体协调、以及无线通讯等等。机器人足球除了在科学研究方面具有深远的意义,它也是一个很好的教学平台。通过它可以使学生把理论与实践紧密地结合起来,提高学生的动手能力、创造能力、协作能力和综合能力。

编辑本段比赛方式

其诞生在1990年英国的加利佛利亚,比赛以年度为单位进行。现在每年有1700多部机器人参赛.比赛采取类似足球联赛的形式,由英国、美国及其他国家的机器人爱好者使用自己制造的竞技型机器人参赛。组织者将机器人分成若干小组,进行淘汰赛,直至决出一个总冠军。在淘汰赛中机器人在障碍物之间穿行, 试图击倒目标。挑战越大,所能得的分越高。胜者直接进入半决赛。在半决赛中,机器人在格斗场上相互格斗,直到其中一个机器人被击败,如果出现平局,专家委员会将根据以下四条标准,决定哪个机器人取得胜利。

(四个标准分别为:1. 破坏程度。 2. 战斗风格。 3. 攻击性。 4. 控制)剩下的两个机器人在竞技场上相互格斗。与半决赛规则一样,彻底摧毁对方的机器人将获胜。大量的机器人大战玩具和商品已经上市,之后还会陆续增加。

编辑本段电视直播

1997年英国电视台进行了首次现场转播。该节目在英国播出后连续6年获得同类节目收视率第一,现在该节目已在美国、德国、意大利、瑞典、荷兰、挪威、澳大利亚、日本、中国等27个国家播出。特别深受当地青少年及成年男性观众的喜爱。季后赛和总决赛的推出,使该项赛事在英国成为与英超联赛和NBA齐名的重大赛事。

机器人大赛(4张)

编辑本段比赛特点

国际机器人竞赛的特点国际上各种类型的机器人大赛,一般是在上世纪末兴起的。在短短七、八年的时间里,机器人竞赛的发展是一个从无到有、从单一到综合、从简单到复杂的过程。具体地说,机器人大赛具有以下特点:

1、比赛规模不断扩大:FIRA从1996年第一届只有来自10个国家的23参赛队参加,发展到2002年第七届时,已经有25个国家的207支代表队参赛,无论是从参赛的人数,还是从参赛的国家都充分显示了机器人大赛的勃勃生机以及在全世界范围内的普及程度。

2、比赛项目不断完善:在第一届FIRA的时候,只有微型机器人足球赛(MiroSot)一项比赛,发展到现在,已经扩展到六个比赛系歹IJ。项目设置由少到多的变化既可以给更多层次的参赛选手提供比赛机会,又可以从多角度推动各个相关学科技术的发展。

3、比赛的影响力不断增强:在机器人大赛的同期,各个组委会都会举办各种机器人展览、相关论坛,各种论坛旨在为参赛选手及专家提供一个交流经验、互相学习的平台,并为机器人及其相关技术的发展以及机器人在娱乐、教育、服务等各领域的应用起到推动作用。因此,每届比赛都会吸引各国科学家、科研人员、学生和企业界人士的共同参与,机器人大赛的影响力也相应得到提高。

4、推动技术进步:机器人大赛对机器人技术及其相关学科领域的发展起到了明显的推动作用,这在机器人足球系列比赛上体现得更加明显。比如,机器人足球比赛对机器人的视觉功能要求非常高,只有机器人装备的显卡性能越好,机器人的识别速度就越快,运动速度也就越快,这样才能取得比赛的胜利,这就极大地促进了视觉技术的发展。在1996年,FIRA 第一届比赛的时候,大部分参赛队所用显卡的工作频率是10桢/秒,机器人的运动速度也仅在50厘米/秒;仅仅两年之后的FIRA第三届世界杯时,显卡的频率就达到了60桢/秒,机器人的运动速度也相应提升到2米/秒,技术指标翻了几倍之多。机器人大赛实际上是高技术的对抗赛,从一个侧面反映了一个国家信息与自动化领域基础研究和高技术发展的水平。机器人大赛使研究人员能够利用各种技术,获得更好的解决方案,从而又反过来促进各个领域的发展,这也正是开展机器人大赛的深远意义,同时也是机器人大赛的魅力所在。

5、促进学校教育:机器人足球系列比赛以推动技术进步为主要着眼点,而其他综合性的比赛则更加侧重于教育意义。以FLL为例,FLL的每个参赛队在每年的工程挑战赛主体公布之后,会有大约8个星期的时间来做准备工作,具体包括分析竞赛题目、设计解决方案、用乐高的配件搭建智能机器人模型、编写程序、反复不断的调试程序,优化程序和机器人结构,使机器人能够完成挑战赛的任务。在这8个星期的时间里,孩子们要想完成任务,就必须在互联网上搜集资料、向专家请教问题、到图书馆查阅资料以及与其它伙伴交流、探讨问题等等,这同时也是一个面对实际问题、解决困难、克服障碍的过程。因此,孩子们除了学到了机器人相关知识之外,还能够在自尊心、沟通能力、动手能力等方面得到一定的提高,而这也正是FLL以及其他机器人竞赛所要达到的目标之一。

编辑本段重要赛事

机器人足球赛

目前国家所提倡的素质教育中,能力培养是核心。机器人足球提供了一个对学生的能力进行培养的大舞台。国际上最具影响的机器人足球赛主要是FIRA和RoboCup两大世界杯机器人足球赛,这两大比赛都有严格的比赛规则,融趣味性、观赏性、科普性为一体,为更多青少年参与国际性的科技活动提供了良好的平台。

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机器人足球赛

1.FIRAFIRA(FederationofInternationalRobot—soccerAssociation)是国际机器人足球联合会的缩写,于耍孙媛媛何花1997年第二届微型机器人锦标赛(MiroSot‘97)期间在韩国成立的。FIRA每年举办一次机器人足球世界杯赛(FIRARobot—SoccerWorldCup),简称FIRARWC,比赛的地点每年都尽不同,至今已经分别在韩国(三届)、法国、巴西、澳大利亚(两届)、中国先后举办了八届赛事。第九届比赛在2004年10月的韩国举行,比赛项目主要包括:拟人式机器人足球赛(HuroSot)、自主机器人足球赛(KheperaSot)、微型机器人足球赛(MiroSot)、超微型机器人足球赛(NaroSot)、小型机器人足球赛(RoboSot)、仿真机器人足球赛(SimuroSot)等六项。

2.RoboCup第二大系列的机器人足球比赛是RoboCup。RoboCup(RobotWorldCup)是一个国际性组织,1997年成立于日本。RoboCup以机器人足球作为中心研究课题,通过举办机器人足球比赛,旨在促进人工智能、机器人技术及其相关学科的发展。RoboCup的最终目标是在2050年成立一支完全自主的拟人机器人足球队,能够与人类进行一场真正意义上的足球赛。

RoboCup至今已组织了八届世界杯赛。比赛项目主要有:电脑仿真比赛(SimulationLeague1、小型足球机器人赛(Small—SizeLeague(F一180))、中型自主足球机器人赛(Middle—SizeLeague(F2000)1、四腿机器人足球赛Four—LeggedRobotLeague)、拟人机器人足球赛(Humanoidleague)等项目。除了机器人足球比赛,RoboCup同时还举办机器人抢险赛(RoboCupRescue)和机器人初级赛(RoboCupJunior)。机器人抢险赛是研究如何将机器人运用到实际抢险救援当中,并希望通过举办比赛能够在不同程度上推动人类实际抢险救援工作的发展,比赛项目包括电脑模拟比赛和机器人竞赛两大系列。同时,RoboCup为了普及机器人前沿科技,激发青少年学习兴趣,在1999年l2月成立了一个专门组织中小学生参加的分支赛事RobocupJunioro。

灭火竞赛

机器人灭火竞赛机器人灭火的想法是在1994年由美国三一学院的JackMendelssohn教授首先提出的。比赛是在一套模拟四室一厅住房内进行,要求参赛的机器人在最短的时间内熄灭放置在任意一个房间中的蜡烛。参赛选手可以选择不同的比赛模式,比如,在比赛场地方面可以选择设置斜坡或家具障碍,在机器人的控制方面可选择声控和遥控,熄灭蜡烛所用的时间最短,选择模式的难度最大,综合扣分最少的选手为冠军。虽然比赛过程仅有短短几分甚至几秒钟的时间,用来灭火的机器人体积也不超过3l立方厘米,但其中包含了很高的科技含量。机器人装备了数据处理芯片、行走、灭火装置以及火焰探测器、光敏探测器、声音探测器、红外探测器和超声波探测器等各种仪器,这些设备使机器人好像长了脑子、眼睛、耳朵和手脚,从而能够根据场地的不同情况,智能性地完成避障、寻火、灭火等任务。目前,机器人灭火比赛已成为全球最普及的智能机器人竞赛之一。

综合竞赛

机器人综合竞赛无论是机器人足球比赛系列还是机器人灭火比赛系列都主要围绕着一个主题进行的机器人竞赛,在国际上,除了这些机器人单项竞赛之外,还有把各项机器人竞赛组合在一起的比赛系列,即机器人综合比赛。这些比赛主要包括国际机器人奥林匹克竞赛和FLL世锦赛。

1.国际机器人奥林匹克竞赛国际机器人奥林匹克委员会(IROC)是一个非赢利性的国际机器人组织,成立于1998年,总部设在韩国。IROC从1999年开始组织首届“国际机器人奥林匹克竞赛”,这是一项将科技与教育目的融为一体的亚太地区的竞赛,目的是为了使更多青少年有更多机会参加国际间的科技交流活动、展示自己的才华和能力,激发他们对科技和机器人世界的不懈探索。迄今为止,已经连续在韩国、中国香港、北京举办了六届比赛。2004年包括常规赛和创意赛两个系列的比赛。

2.FLL世锦赛FLL是另一个综合系列的机器人竞赛。FIJL(FIRSTLEGOLEAGUE)是一个为全世界916岁的孩子们提供机器人竞赛的国际性组织。每年秋天,大赛组委会将统一在全球公布这年的FLL挑战赛主题,以及按照主题细化的具体比赛项目,参赛队要在任务公布后的两个月时间内设计出能够完成任务的机器人,参加区域选拔赛,优胜者可以进入全球决赛。2004年FLL机器人工程课题挑战的主题是:使用机器人技术来帮助能力不同的人。具体比赛项目包括:摆放CD、玩篮球、爬楼梯、喂宠物、开门、读巴士站牌、推椅子、送餐和取眼镜等项目,主要目的是让孩子们体验残疾人的生活方式,引起孩子们对他们的关注,呼唤他们的爱心。FLL每年的挑战主题都不同。表中列举的历届比赛主题,有的是根据实际问题提出的,有的是引导孩子们进行科幻想象的,这些主题不仅有趣,更提供开放性的问题解决方案,学生可以用不同的方法达到同一项目标,从而鼓励学生充分发挥想象力、创造力,培养学生的开发性思维,可见机器人竞赛已经成为一个能激发孩子们的学习兴趣、引导他们积极探索未知领域的良好的平台。FLL的比赛项目还包括常规赛、足球赛、电脑机器人创意设计与动手做比赛等等。

亚太大学生机器人大赛

“亚太大学生机器人大赛国内选拔活动”作为中央电视台少儿频道品牌赛事节目,已经成功举办了六届。这项赛事于2002年由“亚洲太平洋地区广播电视联盟”(ABU)倡导,每年举办一届,以选拔国内制作机器人的冠军队参加亚太区桂冠的争夺。

1. 比赛分成初赛、复赛、决赛三大阶段进行。所有参赛队全部参加初赛。

2. 初赛以分段比赛的形式进行,共四轮。在这四轮比赛中,“祈福荷灯”的全部任务被拆分成四个分段(详见分段比赛规则),参赛队要参加四个分段的比赛。赛场上两支参赛队同场竞技。复赛和决赛时,参赛队要在一场比赛中完成“祈福荷灯”的全部任务。

最近赛事

第12届中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛18日在内蒙古自治区鄂尔多斯市康巴什新区会展中心正式开赛。郑州大学获得冠军。

本届大赛由中国自动化学会机器人竞赛工作委员会、RoBoCup中国委员会、科技部高技术研究发展中心、内蒙古鄂尔多斯市人民政府共同主办,为历届比赛中规模最大的一次。

中国机器人大赛(19张)

在为期3天的比赛中,将有来自北京大学、清华大学、中国科技大学、上海交通大学、郑州大学等171所大学的1021支代表队,近3000人参赛。比赛种类分为65项,有足球、自由体操、武术擂台大赛等体育竞技类的机器人赛事,也有救援、医疗、助老等服务类机器人赛事,还有空中、水下、轮式等特定类别的机器人赛事。

中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛是中国最具影响力、最权威的机器人技术大赛,基本覆盖了中国现有顶级的机器人专家和众多知名机器人学者,成为当今中国机器人尖端技术产业竞赛和人才汇集的活动之一。大赛从1999年开始已成功举办11届。

机器人大赛-——首界全国素质体育机器人大赛2011年6月13日下午3时,首届全国素质体育机器人竞技大赛新闻发布会在国家体育总局新闻发布厅举行,宣布由北京神通文化俱乐部有限公司与各省、市体育局承办首届素质体育机器人竞技大赛,以赛事为契机培养公众科技创新意识,促进全民科技体育项目的大力普及。大赛将成为心理素质、团队意识培养和手、脑全面锻炼,与科研技术与生产实践非常接近的、展现创新能力的盛会。

此次新闻发布会的召开,标志着素质体育机器人赛事运动的国标化、规范化,合法化。对我国机器人竞技赛事的普及和发展将起到重要的、积极的推动作用,对和国际机器人赛事的交流起到有效的促进作用。

全国素质体育机器人竞技大赛结合统一的赛事规则、赛制、裁判法,通过社会性竞技活动、群众性互动和科技性的探究使赛事成为推动社会体育活动创新发展和繁荣的重要窗口;力求通过科学的赛制营造了良好的体育氛围,奠定更加坚实的群众体育基础;为我国从体育大国向体育强国大跨步发展做出应有的贡献。

“坚持以人为本、全面实施素质教育是教育改革发展的战略主题”,这是《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出的。

科技创新教育是很多教育机构思考的教育方向,推进教育教学改革,培养学生成为具备良好的科学素养、学习高尚的科学情操、训练基本的创新思维、发展多元的创新潜质的青年一代的必由之路。科技创新走进校园,培养学生的创新思维和动手能力是师生和家长关心的焦点。随着素质教育的全面推行,机器人竞技比赛也活跃在各大校园,成为青少年朋友喜欢的一项体育运动。

据了解,通过机器人竞技比赛,不仅培养学生的动手能力、创新能力,更多是对思维的培养。通过教育与兴趣的结合,带动学生参与活动的积极性,培养德才兼备的素养,全面提高学生的综合素质水平。

培养学生的创造力是全面实施素质教育的重点之一,是世界教育改革的共同方向。

当学生具备了逻辑思维能力和良好的动手能力之后,借助这些机器人平台,可以方便地进行新的设计,完成各种发明创造。

另外,对待素质教育,选择好切入点,符合青少年特点的载体尤为重要,具备真正的科技含量,让教育与兴趣真正结合起来,让机器人竞技活动全面推广,让素质教育更深入人心。编辑本段机器人的组成

机器人的组成与人类极为类似。一个典型的机器人有一套可移动的身体结构、一部类似于马达的装置、一套传感系统、一个电源和一个用来控制所有这些要素的计算机“大脑”。从本质上讲,机器人是由人类制造的“动物”,它们是模仿人类和动物行为的机器。

机器人的核心是一个高级性能的处理器由纯硅组成其有强大的智能识别系统与视野识别系统能辨别相似于人类的视野内的移动物体

编辑本段国内选拔赛

“亚太大学生机器人大赛国内选拔活动”作为中央电视台少儿频道品牌赛事节目,已经成功举办了六届。这项赛事于2002年由“亚洲太平洋地区广播电视联盟”(ABU)倡导,每年举办一届,以选拔国内制作机器人的冠军队参加亚太区桂冠的争夺。

亚太大学生机器人大赛国内选拔活动”是中央电视台负责组织的在全国高校范围内选拔代表中国参加“亚广联亚太地区机器人大赛”的预选赛。“亚广联亚太地区机器人大赛”的前身是日本广播协会的机器人比赛,该项赛事从1988 年开始,于1989 年成为日本NHK 每年的赛事,命名为“全日本机器人大赛”。1990 年第一次邀请除日本之外的国外代表队参赛,成为一项国际性比赛,历时十年。该活动的宗旨是致力于培养各国青少年对于开发、研制高科技的兴趣与爱好,提高各参与国的科技水平,为机器人工业的发展发掘培养后备人才。

它需要学生综合应用本科所学的机械制图、数电模电、单片机、传感技术、自动控制、图像处理、计算机编程语言、电机拖动等多门学科的知识。通过机器人平台,可使学生对机电一体化系统有完整的系统认识,增强学生综合应用所学理论知识,理论联系实际的能力,培养学生的创新思维能力和创新能力。

2002年国内冠军:中国科学技术大学二队国际:亚军和最佳技术奖国际冠军:越南队2003年国内冠军:北京科技大学国际:中国科技大学代表中国获得了最佳技术奖

国际冠军:泰国一队获得冠军

2004年国内冠军:西南科技大学国际:亚军和最佳技术奖

2005年国内冠军:北京科技大学国际:亚军国际冠军:日本队

2006年国内冠军:西安交通大学国际:亚军

2007年国内冠军:西安交通大学国际:冠军

2008年国内冠军:西安交通大学国际:冠军

2009年国内冠军:哈尔滨工业大学国际:冠军

2010年国内冠军:电子科技大学国际:冠军

2011年国内冠军:华中科技大学

2012年国内冠军:电子科技大学

编辑本段其他含义

另外开放意思:

顾名思义,就是指“机器人”与“大赛”,就是利用机器人互相比赛的意思。如果不按你们专业的角度来理解就是这个意思。也可以是指模仿机器人,创造机器人,等等。

国内外主流工业机器人离线编程软件对比

国内外主流工业机器人离线编程软件对比 讲到工业机器人离线编程软件,就不得不先说道说道另外一种机器人编程方式----手工示教编程。相信大家在接触工业机器人的时候,最先认识的就是机器人示教器了。示教器和机器人的控制系统相连接,操作人员可以通过示教器直接控制机器人的运动轨迹,速度和运动方式。利用示教器上的操作手柄或者操作按键,我们可以很直观的看到机器人每个轴或者每个关节的运动姿态,速度。示教器的学习和使用,是学习工业机器人的第一步,也是非常重要的一步。 但是,示教器的操作和使用不是我们今天讲解的重点。我们要通过使用示教器的经验和体会,来说说机器人离线编程软件的优势。 从1959年,英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人起,示教器和示教编程就是使用和操作机器人的最主要手段和途径。半个世纪过去了,现代社会中,高度自动化,智能化的工厂中,通过示教器来示教编辑机器人的轨迹点,依然是最主流的做法。但是,示教编程的方式越普及,也越暴露出其弊端和不足。举个例子,示教编程需要在工作现场进行作业,作业的同时,生产线上的所有设备都必须停工,这对老板来说,损失极大。另外,当机器人运动轨迹过于复杂或者精度要求过高,手工示教再靠操作人员来完成,就有点心有余而力不足了。这时,离线编程软件应运而生。它的出现,本意并不是要替代手工示教编程,而是弥补其个中不足。所以,

当我们再提起离线编程软件的时候,不应过度神化,而是要正确的看待手工示教和离线编程的作用,让其在不同情况下各自发挥优势。 离线编程软件的出现,也不是一天两天了。本人从事工业自动化十几年,从早先数控机床的大规模应用,到现在工业机器人的逐步兴起。从硬件的更新换代,到软件的日益出新,都或多或少的做过一些研究和学习。时代变化太快,但是作为一个老工控,我始终坚信,科技是第一生产力。好多刚接触工业机器人的新人,示教器还没学会,手工编辑了一些运动轨迹以后就抱怨说,手工示教编程太难了,太复杂了。甚至说落后了,吵着要学离线软件编程。对于这样的新人,我想说,学东西不应该好高骛远,手工示教编程,是掌握机器人,学习机器人最基本,也是最好的方式。使用离线软件编程的时候也会需要很多示教方面的知识。 今天,想跟大家聊聊,目前国内外市场上几款主流的机器人离线编程软件,看看他们的区别和各自优势。希望大家在学习的时候,能够选择适合自己的软件。 我们常说的机器人离线编程软件,大概可以分为两类: 一类是通用型离 线编程软件,这类软件一般都由第三方软件公司负责开发和维护,不单独依赖某一品牌机器人。换句话说,通用型离线编程软件,可以支持多款机器人的仿真,轨迹编程和后置输出。这类软件优

全向移动机器人的运动控制

全向移动机器人的运动控制 作者:Xiang Li, Andreas Zell 关键词:移动机器人和自主系统,系统辨识,执行器饱和,路径跟踪控制。 摘要:本文主要关注全向移动机器人的运动控制问题。一种基于逆运动学的新的控制方法提出了输入输出线性化模型。对执行器饱和及驱动器动力学在机器人性能体现方面有重要影响,该控制法考虑到了以上两个方面并保证闭环控制系统的稳定性。这种控制算法常用于真实世界的中型组足球机器人全方位的性能体现。

1.介绍 最近,全方位轮式机器人已在移动机器人应用方面受到关注,因为全方位机器人“有一个满流动的平面,这意味着他们在每一个瞬间都可以移动,并且在任何方向都没有任何调整”。不同于非完整的机器人,例如轮式机器人,在执行之前具有旋转任何所需的翻译速度,全方位机器人具有较高的机动性并被广泛应用在动态环境下的应用,例如在中型的一年一度的足球比赛。 大多数移动机器人的运动控制方法是基于机器人的动态模型或机器人的运动学模型。动态模型直接描述力量施加于车轮和机器人运动之间的关系,以外加电压的每个轮作为输入、以机器人运动的线速度和角加速度作为输出。但动态变化所造成的变化的机器人惯性矩和机械组件的扰动使控制器设计变得较为复杂。假设没有打滑车轮发生时,传感器高精度和地面足够平坦,由于结构的简单,因而运动模型将被广泛应用于机器人的设计行为中。作为输入运动学模型是机器人车轮速度,输出机器人的线速度和角速度,机器人的执行器的动力都快足以忽略,这意味着所需的轮速度可以立即达到。然而,该驱动器的动态极限,甚至降低了机器人在真实的情况中的表现。 另一个重要方面是机器人控制的实践:执行器饱和。因机器人轮子的指挥电机速度是有饱和的界限的,执行器饱和能影响到机器人的性能,甚至使机器人运动变得不稳定。 本文提出了一个全方位的机器人的一种运动控制方法,这种控制方法是基于逆输入输出的线性的运动学模型。它需要不仅考虑到驱动器动力学的识别,但也需要考虑到执行器饱和控制器的设计,并保证闭环控制系统系统稳定性。 本文其余的部分:在2节介绍了运动学模型的一个全方位的中型足球机器人;在3节介绍了路径跟踪与定位跟踪问题基于逆运动学模型的输入输出线性化的解决方法,其中包括执行器饱和分析;4部分介绍了动态识别器及其在控制性能方面的影响;最后的实验结果和结论讨论部分分别在5和6。

基于MATLAB的PUMA560机器人运动仿真与轨迹规划5.

The movement simulation and trajectory planning of PUMA560 robot Shibo zhao Abstract:In this essay, we adopt modeling method to study PUMA560 robot in the use of Robotics Toolbox based on MATLAB. We mainly focus on three problems include: the forward kinematics, inverse kinematics and trajectory planning. At the same time, we simulate each problem above, observe the movement of each joint and explain the reason for the selection of some parameters. Finally, we verify the feasibility of the modeling method. Key words:PUMA560 robot; kinematics; Robotics Toolbox; The simulation; I.Introduction As automation becomes more prevalent in people’s life, robot begins more further to change people’s world. Therefore, we are obliged to study the mechanism of robot. How to move, how to determine the position of target and the robot itself, and how to determine the angles of each point needed to obtain the position. In order to study robot more validly, we adopt robot simulation and object-oriented method to simulate the robot kinematic characteristics. We help researchers understand the configuration and limit of the robot’s working space and reveal the mechanism of reasonable movement and control algorithm. We can let the user to see the effect of the design, and timely find out the shortcomings and the insufficiency, which help us avoid the accident and unnecessary losses on operating entity. This paper establishes a model for Robot PUMA560 by using Robotics Toolbox,and study the forward kinematics and inverse kinematics of the robot and trajectory planning problem. II.The introduction of the parameters for the PUMA560 robot PUMA560 robot is produced by Unimation Company and is defined as 6 degrees of freedom robot. It consists 6 degrees of freedom rotary joints (The structure diagram is shown in figure 1). Referring to the human body structure, the first joint(J1)called waist joints. The second joint(J2)called shoulder joint. The third joint (J3)called elbow joints. The joints J4 J5, J6, are called wrist joints. Where, the first three joints determine the position of wrist reference point. The latter three joints determine the orientation of the wrist. The axis of the joint J1 located vertical direction. The axis direction of joint J2, J3 is horizontal and parallel, a3 meters apart. Joint J1, J2 axis are vertical intersection and joint J3, J4 axis are vertical crisscross, distance of a4. The latter three joints’ axes have an intersection point which is also origin point for {4}, {5}, {6} coordinate. (Each link coordinate system is shown in figure 2)

国内外工业机器人品牌盘点

国内外工业机器人品牌盘点 自改革开放以来,全球制造业向中国的迁移造就了我国成为“世界工厂”的局面。但随着国内外经济环境的变化,我国当当前的制造业也面临着前所未有的挑战,劳动力成本的上升、供给的下降、人口红利的消失,以及制造工厂对质量、成本、效率以及安全要求的不断提高,激发着我国企业逐步向自动化的转型。 目前,在全球范围内工业机器人技术日趋成熟,机器人俨然已经成为一种标准设备而在工业自动化行业中被广泛应用,如此一来国内外也产生了一批在较有影响力的知名工业机器人企业。 1. 瑞典ABB机器人 瑞典ABB机器人集团总部位于瑞士苏黎世,是目前世界行最大的机器人制造企业。1974年,ABB机器人成功研发了全球第一台市售全电动微型处理器控制的工业机器人IRB6,主要应用于工件的取放和物料的搬运。一年后,ABB持续发力,又生产出了全球第一台焊接机器人。直至1980年兼并Trallfa喷涂机器人,ABB机器人在产品结构上趋向于完备。 二十世纪末,为了更好的扩张与发展,ABB机器人进军中国市场,于1999年成立上海ABB。上海ABB是ABB在华工业机器人以及系统业务(机器人)、仪器仪表(自动化产品)、变电站自动化系统(电力系统)和集成分析系统(工程自动化)的主要生产基地。 ABB机器人生产的工业机器人主要应用于:焊接、装配、铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。 2. 德国库卡(KUKA)机器人 德国库卡成立于于1898年,是具有百年历史的知名企业,最初主要专注于室内及城市照明。但不久之后,库卡就涉足至其它领域(焊接工具及设备,大型容器),1966年更是成为了欧洲市政车辆的市场领导者。1973年,库卡研发了名为FAMULUS第一台工业机器人,到了1995年,库卡机器人技术脱离库卡焊接及机器人独立。现今,库卡专注于向工业生产过程提供先进的自动化解决方案。 KUKA库卡机器人(上海)是库卡在德国意外开设的全球首家海外工厂,主要生产库卡工业机器人和控制台,应用于汽车焊接及组建等工序,其产量占据了库卡全球生产总量的三分之一。 库卡机器人主要产品包括:Scara及六轴工业机器人、货盘堆垛机器人、作业机器人、架装式机器人、冲压连线机器人、焊接机器人、净室机器人、机器人系统和单元。

大学生机器人基本技能竞赛初赛任务

大学生机器人基本技能竞赛 主题与规则(初赛) 1 大学生机器人基本技能竞赛简介 为进一步提高我校学生专业学习兴趣,提升综合应用能力和动手实践能力,同时为参加相关学科竞赛培养后继力量,学校决定举办我校2016年大学生基本技能竞赛。比赛的目的是检验大学生对机器人技术的理解和掌握程度,进一步激发我校大学生对机器人技术的兴趣,培养动手、动脑的能力。 2 比赛主题 本届大学生机器人基本技能比赛的主题为“全民健身运动会”。 2008年北京奥运会中国竞技体育取得了辉煌的成绩,在“后奥运时代”,群众体育必将得到越来越高的重视。为了满足广大人民群众日益增长的强身健体需求,经国务院批准,从2009年起,每年8月8日为“全民健身日”,将健康向上的大众体育精神传达给公众,推广健康生活的理念。 设立全民健身日(Fitness Day),是促进全民健身运动开展的需要,是进一步发挥体育的综合功能和社会效应,丰富社会体育文化生活,促进人的全面发展的需要,是促进中国从体育大国向体育强国目标迈进的需要,也是对北京奥运会的最好纪念。 第十三届全运会将在2017年9月举办,这又将推动中国体育运动的更一步发展。 本届比赛就是用机器人模拟全民健康运动,进一步弘扬奥运精神。 3 比赛场地与环境 3.1 场地 图1是比赛场地的示意图,待命区的位置只是示意。

图1 比赛场地示意图 3.2 赛场规格与要求 3.2.1 机器人比赛场地的内部尺寸为长3000mm、宽2000mm。用厚15~20mm、长500mm、宽500mm的木工板制成的拼装块拼接而成。场地四周装有白色木质围栏,栏高150mm,厚15~20mm。场地四周的16块拼装块是固定的,中央淡蓝色的8、9、10、11、14、15、16、17号拼装块可换。第4节中所述的机器人要完成的任务一般分布在场地周围的16块固定拼装块上。 3.2.2 两种拼装块刷白色亚光漆,用黑色亚光漆画出(或用黑色胶纸粘贴)宽度为20~25mm的引导线。以下凡是涉及黑线的尺寸,均指其中心线。固定拼装块上的引导线是连接对边中点的直线。可换拼装块的图形在赛前公布。 3.2.3 每个固定拼装块被黑色引导线分为东北、东南、西南、西北四个分区。 3.2.4 场上有一块长500mm、宽500mm刷白色亚光漆的锥台,是机器人的待命区,如图2所示。机器人要从待命区启动,完成任务后还要回到待命区。锥台上虽画有黑色引导线,但机器人可以从任何一边上下。 图2 锥台尺寸(mm)

国内工业机器人市场及发展趋势

国内工业机器人市场及发展趋势一、引言 工业机器人诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速发展,是最先产业化的机器人技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国,工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了,已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变,促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。随着我国门户的逐渐开放,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握我国工业机器人研究的相关进展,显得十分重要。 二、工业机器人带来的效益 发达国家的使用经验表明:使用工业机器人可以降低废品率和产品成本,提高了机床的利用率,降低了工人误操作带来的残次零件风险等,其带来的一系列效益也是十分明显的,例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的能力,平均故障间隔期达60000小时以上,比传统的自动化工艺更加先进。采用工业机器人还有如下优点:第一,改善劳动条件,逐步提高生产效率;第二,更强与可控的生产能力,加快产品更新换代;第三,提高零件的处理能力与产品质量;第四,消除枯燥无味的工作,节约劳动力;第五,提供更安全的工作环境,降低工人的劳动强度,减少劳动风险;第六,提高机床;第七,减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存;第八,提高企业竞争力。 在面临全球性竞争的形势下,制造商们正在利用工业机器人技术来帮助生产价格合理的优质产品。一个公司想要获得一个或多个竞争优势,实现机器人自动化生产将是推动业务发展的有效手段。 三、国内工业机器人市场 (一)国内工业机器人的需求情况 工业机器人发展长期以来受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况,随着中国经济持续快速的发展,近几年的国民生产总值年平均增长率更是保持在9%左右,人民生活水平不断地提高,劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场转为“卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。这些情况使得许多劳动密集型企业为了提高劳动生产率所采用的增加工人数量、延长工人劳动时间的方法变得成本高昂,同时也受到法律的限制和政策的阻碍。无论是企业还是社会都认识到必须采取从改善机器设备入手,提高技术和资金的密集度来减少用工量以应对这种改变。总之,劳动力过剩程度降低、单个工人成本上升、对产品质量更高的要求、国家对装备制造业的重视等变化改善了机器人的使用环境,工业机器人及技术在中国已逐步得到了政府和企业的重视。随着机器人知识的广泛普及,人们对于各种机器人的了解与认识逐步深化,利用机器人技术提升我国工业发展水平、从制造业大国向强国转变,提高人民生活质量成为全社会的共识。 (二)国内工业机器人的销售情况 国家863机器人技术主题自成立以来一直重视机器人技术在产业中的推广和应用,长期以来推进机器人技术以提升传统产业,利用机器人技术发展高新产业。目前,政府正在使用各种办法加大中国装备制造业在市场

2018年浙江省大学生机器人竞赛规则:探险游寻宝游(1.0)

“旅游机器人探险游、寻宝游”竞赛规则 (2018浙江省第三届大学生机器人竞赛) 一、竞赛项目、机器人及报名要求 二、场地、路线与环境 三、非计分点:门、倾斜路面、长桥等 四、计分点:景点、挡板、标识牌 五、赛程、种子队、赛前准备工作 六、计分计时、分值表 七、其他 附录、比赛场景路线图 一、竞赛项目、目的、机器人及报名要求 §1.1竞赛项目设置 本比赛共设置2个竞赛项目,探险1个,寻宝1个。 项目设置及比赛限时 §1.2 竞赛项目简介 探险游:要求机器人在规定假期时间内,穿越险境、游历尽量多的景点,获得尽量多的得分,并在假期结束前回到出发地。 寻宝游:要求机器人在规定假期时间内,穿越险境、去随机指定的宝物所在景点寻宝,同时游历尽量多的景点,获得尽量多的得分,并在假期结束前回到出发地。 机器人竞赛的目的是引导参赛队研究、设计并制作具有优秀硬件与软件系统的移动机器人,逐步提高机器人多方面的能力与智能,如: a、系统规划与优化能力:在预定的假期时间内游历尽量多的景点,完成计划中的旅游活动,并回到出发地点。是一种最优规划活动;需要有一定的系统规划与优化能力。想得高分, 就要游历尽量多的景点和难度高的景点,但存在来不及在规定的假期内回家的危险。 每一轮比赛中走两次,使得在第一次经验基础上,其后进行路径与方式的优化成为可能。 b、应变能力:旅游路线可能在比赛开始前很短的时间内正式公布;有些可移动景点与路障的摆放数量与位置,在机器人放进出发区后,随机确定。这在一定程度上可控制竞赛的难度,并使旅游路线有一定的不确定性。 c、视力及定位:考验机器人辨别数字、二维码、文字、形状和色彩的能力,引导机器人视力及定位能力的提高。 d、爬坡能力:对于Ⅱ型和Ⅲ型机器人难度更大。 e、跨越门槛的能力:这对三类机器人都是重大考验。

电子学会机器人等级考试181208四级

全国青少年机器人技术等级考试 一、单选题(共30题,每题2分,共60分) 1. 超声波传感器,有四个引脚,超声波传感器从哪个引脚接受触发信号,开始工作? A. VCC B. Trig C. Echo D. GND 2. 关于PWM下面描述错误的是? A. PWM是通过数字信号实现的模拟输出; B. PWM是通过调整占空比来实现输出值的变化; C. 占空比是一个脉冲周期内低电平时间所占的比例; D. PWM等效输出电压值等于占空比乘以高电平值。 3. 关于循环语句中,break语句描述错误的是? A. break语句只对包含它的最内层循环语句起作用 B. break语句可以跳出多重循环 C. break语句终止当前循环 D. break语句执行后,程序将跳转到本循环后的第一条语句开始继续执行 4. 在程序运行过程中,需要延时0.2秒,下列程序正确的是? A. delay(0.2); B. delay(20); C. delay(200); D. delay(2000); 5. 以下有关switch语句的说法正确的是? A. break语句是switch语句中必需的一部分 B. 在switch 语句中可以根据需要使用或不使用break语句 C. break语句在switch 语句中不可以使用 D. 在switch 语句中的每一个case都要使用break语句 6. Arduino C语言中,十六进制数的前缀是? A. 0 B. 无前缀 C. 0b D. 0x 7. 在C语言中,关于变量下面说法不正确的是? A. 变量名的第一个字可以是数字 B. 变量名区分大小写 C. 变量名称只能包含英文字母、数字和下划线 D. 变量名不得和系统的关键字重名 8. UNO或Nano主板所采用的主控芯片Atmega328P的ADC有多少位精度? A. 255 B. 32 C. 8 D. 10 9. 关于analogRead() 模拟输入函数的返回值,正确的是? A. 1和0 B. 0-255之间 C. 0-1023之间 D. 0-1024之间

国内外机器人发展现状及发展动向

国外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展:增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起,全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰,全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台,略有回落,主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑,但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升,特别是中国制造业升级,我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台,年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元,本体加集成市场容量按本体大约三倍算,估计1600亿元。 估计2013年至2017年,包含本体和集成在的全球工业机器人市场,年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据,2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元,公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面,市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%,公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年,全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人,服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局:日欧产业优势明显,中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%,销量达69.92%。 截至2012年底,全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年,最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看,亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动,因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看,日本是唯一的工业机器人净出口国,拥有全球最大的机器人产能,占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区,占比约34%,而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比,从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间(15%-25%),表明这

简易机器人竞赛参考赛题

机器人竞技场 在动手做中学习技术,在试验当中寻求创新,小小电动机器人会牵着你步入技术学堂,从拧螺丝起步,踏踏实实做,你才会理解引人入胜的技术世界是怎样诞生的,而从中感悟到技术之魅力。 比赛规则 一、机器人折返跑(适用于小学组) 1.设计和制作一个行走机器人,在折返行走中依次将两边的9个标志击倒,完成任务的速度越快越好。机器人可以用任何传动方式进行行走。 2.必须使用赛场提供的材料,提供的材料为“创意模型”一套(其中没有圆盘),其它易于加工的材料若干。裁判有权没收一切自带的材料。 3.电源规定为2节A3电池,型号不限,赛场不提供电池,需自备。工具自备,不能自带电动工具。 4.制作时间为2小时。时间到,机器人将由裁判封存,直到比赛时方可取回。 5.制作时间内允许在场地上试验,但必须听从裁判的安排。 6.行走机器从起点出发,去撞击第一个圆柱。第一个圆柱击倒后,可以用手调整机器方向,但必须使其在折返区域,然后再去撞击第二个圆柱。如此,依次将9个圆柱 击倒,比赛结束。 7.必须依次击倒圆柱,如有跳序,则此次击倒不算,并将机器放回折返区域再继续。 如没有击倒圆柱,则放回折返区域再继续。 8.比赛时间不超过2分钟。允许比赛二轮,须连续进行。 9.评分: 1)如9个圆柱全部击倒,则以完成任务的速度排序。 2)如在规定时间内圆柱没有全部击倒,则以击倒圆柱的个数排序。 3)以成绩最好一轮为最终得分。 10.场地图: 圆柱直径3cm,高为20 cm,纸质,空心。两圆柱间距为30 cm。

二、横杆投弹机器人(适用于小学组) 1.制作一个能爬横杆的机器人,并能够在终点处自动投弹。 2.除投弹装置外,必须使用赛场提供的材料,提供的材料为“创意模型”一套,其它易于加工的材料若干。裁判有权没收一切自带的材料。 3.电源规定为2节A3电池,型号不限,赛场不提供电池,需自备。工具自备,不能自带电动工具。 4.投弹装置可以事先做好,材料不限。 5.制作时间为2小时。时间到,机器人将由裁判封存,直到比赛时方可取回。 6.制作时间内允许在场地上试验,但必须听从裁判的安排。 7.测试时间为1分钟。测试时,机器人一旦释放,就不能再去触碰它,一旦触碰,本轮测试成绩为零。 8.测试场地如图所示,横杆高度离地60cm,横杆长度为200cm。在终点有一块宽20cm,高30cm的板,可利用该板来完成弹子的投放。目标区域尺寸为30cm×30cm,一端靠终点。投放的弹子直径大于10mm,玻璃材质,弹子自备,但必须由裁判检查判定。 9.允许比赛2次,以成绩最好一次计算得分。 10.目标区的位置现场公布。 11.计分: 1)弹子进入目标区者,得分为速度分,既完成任务所用的时间,以秒为单位,小数后2位有效。 2)弹子未进入目标区者,得分为:速度分+30秒。 3)如超时,得分为:速度分+超时的时间分。如弹子进入目标区,但超时10秒,则得分为70+10。 4)如果投弹发生在已经到达终点之后,则完成任务以开始到投弹的时间计算。

国内外工业机器人发展现状与趋势研究

国内外工业机器人发展现状与趋势研究 武汉商学院机电工程与汽车服务学院 张红霞 【摘要】机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,发展机器人产业应上升到国家战略高度。机器人的广泛使用是我国从制造业大国走向制造业强国的重要手段和途径。本文分析了现阶段国外工业机器人的应用、发展现状与趋势。通过实例说明了目前我国工业机器人发展的现状和未来的发展趋势,中国先进工业机器人大批量生产制造时代到来。 【关键词】机器人;工业机器人;发展现状;发展趋势 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 一、工业机器人的应用情况 经过五十多年的发展,工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中,尤其是在汽车产业中,工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业。 随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高,机器人的应用范周还在不断地扩大,已从汽车制造业推广到其他制造业,进而推广到机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中,弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。 二、国内外工业机器人的发展现状 1、国外工业机器人的发展现状 在国外,工业机器人技术日趋成熟,已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。从而,相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司,它们包括:瑞典的ABB Robotics,日本的F A N U C、Y a s k a w a,德国的K U K A Roboter,美国的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics,这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头[1]。 在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量,提高生产效率,同时避免了大量的工伤事故。像国际上著名公司ABB、Comau、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。目前,日本、意大利、德国、欧盟、美国等国家产业工人人均拥有工业机器人数量位于世界前列,全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实 践表明,工业机器人的普及是实现自动化生 产,提高社会生产效率,推动企业和社会生 产力发展的有效手段。 2、国内工业机器人的发展现状 在降低制造成本,解决用工严重不足等 口号的呼喊下,近年来机器人产业在全世界范 围内兴起。中国作为世界工厂,面临的形式更 是尤为的严重。有数据显示中国每年工业机器 人的装机量约占全球的1/8,仅次于日本、韩 国,预计2015年中国的装机量会超过这两个国 家,成为世界上使用工业机器人最多的国家。 自2009年以来,中国机器人市场持续快速增 长,工业机器人年均增长速度超过40%,到目 前为止,中国工业机器人市场份额约占全球市 场的1/5;以教育、清扫等为代表的服务机器 人在国内也在逐步进入市场。随着我国门户的 逐渐开放,国内的工业机器人产业将面对越来 越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器 人市场的实际情况,把握我国工业机器人研究 的相关进展,显得十分重要。 2012年,四种新型工业机器人在中国哈 尔滨研制成功。专家们认为这标志着我国已 经掌握了第一代工业机器人的生产技术,新 的机器人产业已经在我国诞生。这四种工业 机器人分别是哈尔滨工业大学和哈尔滨风华 机器厂等单位研制的华宇Ⅱ型弧焊机器人, 华宇Ⅰ型点焊机器人,哈尔滨工业大学与航 天部811厂等单位联合研制的东方1号喷漆机 器人和国营星光机器厂研制的星光Ⅰ型直角 坐标点焊机器人。 近年来,中国河南洛阳市越来越多的企 业开始引进工业机器人等智能设备,但目前 国内使用的机器80%是国外制造。位于洛阳工 业园区的沃德福集团高端智能装备制造基地 项目,总投资1。5亿元,将研发制造6轴工业 机器人等高端智能设备,达到年产1万台工业 机器人的生产、装配能力。该项目计划2014 年建成投产,预计年产值20亿元,不久将在 这里首次实现先进工业机器人大批量生产制 造。随着便宜劳动力时代的结束,可以预计 工业机器人将迎来一个伟大的时代,不仅在 工业上,而且在服务、医疗等领域都有广泛 的应用,从而推动一大批行业的发展,如高 端制造业、制造业的个性化、医疗图像处理 以及航空航天等。 近十年以来,在“十五”、“十一五” 攻关计划和863计划等科技计划的支持下,我 国有组织、有计划地发展工业机器人产业, 通过研制、生产、应用等多个层面的不断探 索,在技术攻关和设计水平上有了长足的进 步。总的来看,已经掌握了工业机器人的设 计、制造、应用过程中的多项关键技术,能 够生产出部分机器人关键元器件,开发出弧 焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲 压、喷漆等工业机器人[2]。一些相关科研机构 和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设 计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的 硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技 术、运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及 大型机器人自动生产线(工作站)与周边配套 设备的开发和制备技术等,某些关键技术已 达到或接近了国际先进水平,中国工业机器 人在世界工业机器人领域已占有一席之地。 三、工业机器人的发展趋势 工业机器人在许多生产领域的使用实践证 明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产 率和产品质量以及经济效益,改善工人劳动条 件等方面,有着令世人瞩目的作用,引起了世 界各国和社会各层人士的广泛关注。 1、国外发展趋势 日本将机器人列为战略产业,韩国将 机器人作为“增长发动机产业”,各发达国 家政府早年通过制定政策,采取一系列措施 鼓励企业应用机器人,设立科研基金鼓励机 器人的研发设计,从政策上、资金上给予大 力支持,工业机器人的应用和研究走在世界 的前列。世界工业机器人市场普遍看好,各 国都在期待机器人的应用研究有技术上的突 破。从近几年世界机器人推出的产品来看, 工业机器人技术正在向智能化、模块化和系 统化的方向发展,其发展趋势主要为:结构 的模块化和可重构化;控制技术的开放化、 PC化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分 散化;多传感器融合技术的实用化;工作环 境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网 络化和智能化等方面[3]。 国外机器人领域发展近几年有如下几个 趋势: (1)工业机器人性能不断提高,而单机价 格不断下降。 (2)机械结构向模块化、可重构化发展。 例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测 系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用 重组方式构造机器人整机;国外已有模块化 装配机器人产品问市。 (3)工业机器人控制系统向基于PC机的 开放型控制器方向发展,便于标准化、网络 化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且 采用模块化结构;大大提高了系统的可靠 性、易操作性和可维修性。 (4)机器人中的传感器作用日益重要,装 配、焊接机器人采用了位置、速度、加速度视 觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视 觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术 来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配 置技术在产品化系统中已有成熟应用。 (5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从 仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控 机器人操作者产生置身于远端作业环境中的 感觉来操纵机器人。 (6)当代遥控机器人系统的发展特点不是 追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人 的人机交互控制,即遥控加局部自主系统构成 完整的监控遥控操作系统,使智能机器人走出 实验室进入实用化阶段。美国发(下转第7页)

机器人运动控制器

TB04-2372.jtdc-1 机器人控制标准包 机器人运动控制器 我们在机器人控制上拥有丰富的经验。除了标量机器人和2维并行机构的机器人是做为选项。其他机械机构的机器人我们提供了特殊控制技术。链接型和并行机构的机器人可以像自动机械一样运行。■优点 ◆有效运用于内部研发能够短期内使自己研发的产品稳定动作。 ◆追求独特的技术能够用于研发特殊组装和动作的机器人,并投入生产现场。◆技术知识保密自己开发技术知识的保密 ◆应用于自动机械可以应用于加工机械以及装配机械之类的生产机械的操作和运转 ■机构变换 ◆直交系列机器人◆标量机器人◆2维并行机构机器人◆垂直多关节机器人◆6维并行机构机器人 〈标准〉〈选项〉〈选项〉〈独特〉〈独特〉 ■正确的轮廓控制■按控制周期变换机构■正确的轨迹 按控制周期执行机构变换,实现插补之间的接合部的圆滑轨迹控制。可应用于精密加工。 ■运行程序(技术语言?G语言) 像去除加工毛刺及钻孔机械,使用输出CAM的G语言文件来实现DNC运行。 ■拥有丰富技能对应实际生产中的作业 通过可选项,能够用于搬运,加工,熔接,去除毛刺,装配等生产机械的操作和运行。◆可选项机能例 宏机能,多任务,扭矩指令(贴接?控制力度)DNC运行触摸屏 插补前的加减速S字加减速手动脉冲发动器,高精度制动开关(接触开关)接线?法线控制 同频同步平行轴控制■触摸屏及专用PC软件 ■触摸屏例 ■专用PC画面例 使用触摸屏或PC也可以操作。■动作机构计算的可2次开发 我们的经验可以对应您的特殊需求。 另外,你也可以自行开发动作机构变换软件。■应用于机器人控制的运动控制器◆SLM4000机器人规格 单板独立单机工作4轴脉冲列输入32 输出32RS232/USB ◆PLMC40机器人规格PLC动作 4轴脉冲列输入16输出16RS232可使用通用PLC扩展(梯形 ?IO? 模拟等) ◆PLMC-MⅡEX机器人规格MECHATROLINK-Ⅱ 标准4/9/16轴最大30轴可使用通用PLC扩展(梯形?IO?模拟等) ◆多軸运动功率放大器机器人规格多轴伺服功放一体型最大7轴输入42输出42可节省配线节省成本 A B a1 a2a3Accurate contour Uncontrolled path by simple positioning Calculation at each sampling time

2015亚太大学生机器人大赛ROBCON简易方案

2015亚太大学生机器人大赛 ROBCON简易方案 设计者:1320331 刘帮

对于设计2015届ROBCON的机器人,个人没有什么真知灼见,只希望能够抛砖引玉,提供一点微薄之力。 由实际中打羽毛球的情形,方案可以分为以下几个部分: 一.发球阶段 二.运动(检测)阶段 三.击球阶段 四.通信及其他

下面来具体说明这几个阶段: 一.发球阶段: 如图: 为了更好的利用机器人身上的空间,携球部分可以设计成像左轮手枪那样,掉下一个球旋转一下,就可以设计成只让一个拍子发球。那么怎样让球拍知道该什么时候打球呢,我们可以在爪子和球拍之间加一个红外线传感器,如图中所示,当红外线检测到球时,拍子即可运动把球击出,当然红外线传感器的位置要事先由测试或者仿真计算得出。 二.运动(检测)阶段: 由于这一阶段比较复杂,于是我们可以将其细分为以下几个阶段 1.检测对方的球的落点;由实际打羽毛球的经验,人 始终是面对着网子的,我们也可以把机器人设计成 像人那样,设定一个参考面,前方就一直是面对网 子的。为了检测对方的球,本人想到一个方法,就

是三维空间定位,但在网上收索,发现这种技术并 不是特别成熟,而且传感器还要安装在待测运动物 体身上,好像不可取。于是我又想到了蝙蝠的超声 定位,我们可以在机器人的前上方180度范围内安 装超声波传感器,检测到球的运动轨迹,用于检测 球的落点位置。在网上还看到一个视频,机器人是 通过两个摄像头来定位羽毛球,但具体怎样设置, 就不是很清楚了,不过可以尝试一下。 2.机器人在场上的运动:机器人的地盘建议用麦克纳 姆轮,这种轮子大家都知道,通过使用落地码盘和 陀螺仪加上程序的算法控制各个轮子的转速而达到 任意方位的移动。机器人的初始位置为一左一右, 以场中线为分隔线,当超声波检测到球的落点时, 机器人迅速过去,检测到球落在哪边就由那边的机 器人过去,若检测到球会落到中间可设定为一个机 器人去接球,当机器人接到球后就迅速回到初始位 置。 3.两个机器人之间的通信:两个机器人犹如两个人一 样需要互相配合,他们之间需要互相传递各自的位 置以及羽毛球与自己的距离和运动轨迹,从而确定 该由哪个机器人击球。场上只允许一个机器人运动,防止了两个机器人相撞。

2010 WRO世界机器人奥林匹克竞赛规则

2010WRO世界机器人奥林匹克竞赛规则 总则: 【1】2010国际奥林匹克机器人大赛(WORLD ROBOT OLYMPIAD2010)竞赛规则由世界机器人奥林匹克委员会(以下简称“委员会”)制定,仅适用于本大赛进行期间。 1.在竞赛当天的早上,将会额外宣布一条特别的规则。 【2】参赛资格和队伍组成 1.参赛年龄 小学组:1998年1月1日以后出生的学生 初中组:1995年1月1日-1997年12月31日之间出生的学生 高中组:1991年1月1日-1994年12月31日之间出生的学生 2、队伍组成 1个队伍由1个教练和2到3名参赛选手组成 1个教练和1名参赛选手不能组成为队伍,且不可以参加比赛 3、教练年龄 参与本届WRO竞赛教练的年龄不能低于20岁 【3】器材 1.竞赛参赛队伍组装机器人的比赛器材,除规则另有说明外,需为LEGO原厂零 部件。所有非电子部件必须只能使用RCX套装及RCX配件库和NXT套装及NXT 配件库的部件种类。同种种类,不同颜色的部件也可以使用。4套器材内的非电子部件可以混合使用。参赛机器人的控制器需为LEGO MINDSTORMSTM RCX或NXT。控制软件须使用ROBOLAB或LEGO MINDSTORMSTM Edu NXT。使用组委会不允许的器材或控制软件,取消该队该场比赛资格。 2.参赛队伍需自备比赛器材、比赛使用软件、计算机。

3.参赛队伍在进场时应准备充足的零件或器材。若参赛队伍所携带的设备发生 故障,组委会不负责维修与更换。教练不得进入比赛场地指导选手操作。4.选手在组装前,机器人所有的部件必须是处于最初的状态(不是预先搭建好 的成品或半成品),例如,组装开始前,轮胎不能安装到轮毂上。参赛者不能使用器材使用的说明书、机器人组装步骤或图片,参赛者可以事先编写好程序。 5.机器人不能使用螺丝、黏着剂或胶带等物品来固定零件,违者取消该队比赛 资格。 6.机器人的马达和传感器由LEGO提供,为图1中所示的器材,不允许使用第三 方传感器,参赛队伍不得对LEGO原装零件进行任何之修改(例如:RCX、NXT 马达、传感器等),违者将取消该队该场比赛资格。 【4】机器人规则 1.在启动前,机器人最大的尺寸必须在250mm x250mm x250mm之内 2.机器人只允许使用一个控制器(RCX或NXT). 3.马达和传感器数量不限 4.参赛机器人需为自动机器人,能独力完成任务,机器人运行时,不得使用无 线通讯或遥控/线控系统控制机器人,否则取消该队参赛资格并且必须立刻退出比赛。 5.参赛机器人若以NXT为控制器,需关闭其蓝牙功能,使用USB线下载程序 【5】竞赛前 1.在检查开始前,队伍在指定位置做好比赛准备,在宣布组装开始前,队员不 能触碰竞赛区物品。 2.队员要从零部件的最初状态开始组装,在宣布开始组装之前,裁判将会检查 部件的状态并且,队员必须单独的拿出他们的零部件,在检查期间,队员不能触碰零部件和电脑,只有在裁判的指示下,才可以触碰零部件。 3.只有等到组委会宣布开始,才能开始组装。

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