工業(yè)檢測機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制與數(shù)據(jù)傳輸研究-重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目申報(bào)書-文庫吧
2025-01-02 23:33 本頁面
【正文】 速率、短距離的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，該技術(shù)是在藍(lán)牙技術(shù)和無線標(biāo)記技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與其他的無線通信技術(shù)一樣，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是采用的IEEE802制訂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee作為一種個(gè)人網(wǎng)絡(luò)的短程無線通信協(xié)議，已經(jīng)越來越為大家所熟知，它最大的特點(diǎn)就是可組網(wǎng)，特別是帶有路由的可組網(wǎng)功能，這一功能在理論上可以實(shí)現(xiàn)ZigBee覆蓋通訊面積的無限擴(kuò)展?？傊琙igBee無線傳輸技術(shù)以其低速率、低功耗、短距離、低時(shí)延以及低成本等優(yōu)點(diǎn)有效克服了無線通信技術(shù)的各種缺陷，也在很大程度上實(shí)現(xiàn)了由自組織網(wǎng)絡(luò)和傳感器所構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)功能需求。Zigbee無線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)1）成本低。目前，ZigBee 芯片的成本在25 元人民幣左右，而且尺寸小。2）功耗低。其發(fā)射功率為0～，一個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)設(shè)備在低耗電待機(jī)模式下，采用兩節(jié)普通5號的干電池做電源的話可使用半年以上。3）速率低。基本速率是250kb/s，當(dāng)降低到28kb/s時(shí)，傳輸范圍可擴(kuò)大到134m，并獲得更高的可靠性。但對存儲信息量不大RFID系統(tǒng)，足以滿足其需求。4）容量高?；赯igBee無線傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)可采用星型、樹型等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的主節(jié)點(diǎn)可以管理254個(gè)以內(nèi)的子節(jié)點(diǎn)，而每一層的主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，這種分層管理機(jī)制，大大提高了基于ZigBee無線傳輸技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的通信容量。5）安全性和可靠性強(qiáng)?；赯igBee無線傳輸技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)采用的是三級安全模式，三級安全模式的應(yīng)用大大提高了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。同時(shí)在通信上，ZigBee無線傳輸技術(shù)采用的是免沖突多載波信道接入方式，有效避免了無線電載波之間的沖突，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在國際上, 直到目前檢測機(jī)器人技術(shù)還屬于壟斷技術(shù), 美、英、法、德、日、挪威等國研制的檢測機(jī)器人處于世界領(lǐng)先地位, 他們的產(chǎn)品已實(shí)用化、商品化。但他們的技術(shù)嚴(yán)密封鎖, 處于絕對保密狀態(tài)。一般不出售產(chǎn)品和技術(shù), 只提供在線檢測服務(wù), 收取高昂的服務(wù)費(fèi)用。在國內(nèi),檢測機(jī)器人的研究還處于起步階段, 雖然有一些成果, 但還有許多問題沒有解決, 離工程應(yīng)用還有不小的距離。因此, 必須下大力進(jìn)行研究, 以開發(fā)新型的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的管道檢測裝備, 提升檢測技術(shù)及手段, 使檢測及管理規(guī)范化, 并逐步實(shí)現(xiàn)由被動(dòng)維護(hù)向主動(dòng)維護(hù)的轉(zhuǎn)化。 二、研究方案 研究目標(biāo)、研究內(nèi)容 機(jī)器人的研究存在著兩條不同的技術(shù)路線：一條是日本和瑞典所走的“需求牽引、技術(shù)驅(qū)動(dòng)”，結(jié)合工業(yè)發(fā)展的需求，開發(fā)出一系列特定應(yīng)用的機(jī)器人；另一條是把機(jī)器人作為研究人工智能的載體，即單純從技術(shù)上模擬人和動(dòng)物的某些功能，研究有關(guān)職能的問題和智能機(jī)器人。工業(yè)檢測機(jī)器人要想走向?qū)嵱?，必須擁有勝任的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、可靠的導(dǎo)航系統(tǒng)、精確的感知能力和具有即安全友友好地與人一起工作的能力。工業(yè)檢測機(jī)器人的智能指標(biāo)為自主性、適應(yīng)性和交互性。本課題為滿足工業(yè)檢測機(jī)器人對工作性質(zhì)和環(huán)境的要求，將主要進(jìn)行機(jī)器人精確定位和檢測技術(shù)方向研究，并朝著智能化和多樣化方向發(fā)展。目前主要研究內(nèi)容集中在以下幾個(gè)方面： 機(jī)器人檢測技術(shù)：重點(diǎn)研究開放式，模塊化檢測系統(tǒng)，人機(jī)界面更加友好，語言、圖形 編程界面正在研制之中。機(jī)器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于 PC 機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器的研究 。 編程技術(shù)除進(jìn)一步提高在線編程的可操作性之外， 離線編程的實(shí)用化也將成為研究重點(diǎn)。 多傳感系統(tǒng)：為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性，多種傳感器的使用是其問題解決的 關(guān)鍵。其研究熱點(diǎn)在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非平穩(wěn) 、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。另一問題就是傳感系統(tǒng)的實(shí)用化。 為能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)檢測機(jī)器人的結(jié)構(gòu)靈巧，應(yīng)使整體工業(yè)檢測機(jī)器人控制系統(tǒng)小型化，并提高其抗干擾能力；機(jī)器人遙控及監(jiān)控技術(shù)，機(jī)器人半自主和自動(dòng)巡航技術(shù)，機(jī)器人和多操作者之間的協(xié)調(diào)控制，通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機(jī)器人遙控系統(tǒng)，在有時(shí)延的情況下，建立預(yù)先顯示進(jìn)行遙控等；由于機(jī)器人的工作環(huán)境復(fù)雜，一般的定位設(shè)備無法精確跟蹤，設(shè)備是上安裝的里程輪等存在誤差較大，有時(shí)還存在打滑現(xiàn)象，這將為數(shù)據(jù)分析帶來較大誤差。因此應(yīng)對機(jī)器人精確定位進(jìn)行研究。擬采取的研究方法、技術(shù)路線和試驗(yàn)方案機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備,技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣,作為 先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起越來越重要的作用。但是我國目前在工業(yè)檢測機(jī)器人的研究上還處于比較落后的狀態(tài)，這對我國的工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)非常不利，所以工業(yè)檢測機(jī)器人的研究對于工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)就尤為重要了。本項(xiàng)目主要研究工業(yè)檢測機(jī)器人的控制與相關(guān)檢測部分，并且通過實(shí)驗(yàn)平臺，對控制系統(tǒng)的硬件及軟件測試，檢測其是否滿足檢測機(jī)器人的工作要求。其具體的研究方法與技術(shù)路線內(nèi)容如下：一、研究方法與技術(shù)路線選用多種傳感器并將其信息融合到該系統(tǒng)中，利用相關(guān)智能算法與數(shù)據(jù)處理技術(shù)得出需求信息；選用更適用于工業(yè)檢測環(huán)境檢測定位的慣性導(dǎo)航定位方法，它的特性是自主性、獨(dú)立性完成導(dǎo)航定位。具體導(dǎo)航策略如下：當(dāng)機(jī)器人遠(yuǎn)離目標(biāo)時(shí)，通過
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