第壹篇關於機器人的科學論文:談智能移動機器人
摘要:隨著科學技術的進步，智能機器人的性能不斷提高，移動機器人的應用範圍也越來越廣，廣泛應用於軍事、排險、農業、救援和海洋開發等領域。介紹了常見智能移動機器人的基本系統組成及相關技術，提出了壹種可應用於智能移動機器人的越障機構，並簡要闡述了其工作原理。在對智能機器人有壹定了解的基礎上，討論了智能移動機器人的研究現狀和發展趨勢。
關鍵詞:智能移動機器人越障避障伸縮
1簡介
20世紀60年代智能機器人的出現開辟了智能生產自動化的新時代。在工業機器人問世50多年後的今天，機器人已經被視為不可或缺的生產工具。由於傳感器、控制、驅動和材料領域的技術進步，開辟了機器人應用的新領域。智能移動機器人是機器人學的壹個重要分支。
2智能移動機器人的基本系統組成及相關技術
由於智能移動機器人在危險和惡劣環境以及民用方面具有廣闊的應用前景，世界各國都非常重視其發展。五個系統組成分別是:(1)機械單元是智能移動機器人的骨架，機器人的所有模塊都依賴於它。機械單元的結構、性能和強度直接影響整個機器人的穩定性。隨著科學技術的發展和新材料的研發，智能機器人產品的結構性能有了很大的提高，機械機構的工藝和尺寸設計正朝著更加合理高效、更加輕巧美觀、更加環保節能、更加安全可靠的方向發展。(2)電源和驅動單元為智能移動機器人提供動力源。(3)環境感知單元相當於智能移動機器人的五官。機器人通過傳感單元感知和識別周圍環境並采集各種參數，然後轉換成控制模塊能識別的光電信號，輸入控制單元進行數據處理。(4)執行機構單元是智能移動機器人的執行部分，它能根據控制中心的命令執行命令，完成任務。不同的機器人具有不同的致動器，致動器的設計影響要執行的動作的效率、準確性、穩定性和可靠性。(5)信息處理與控制單元作為整個機械系統的核心部分，它和人腦壹樣，調節和控制著整個系統，壹切活動都由它指揮。收集並存儲從傳感器收集的信息，分析所有信息，計劃並做出決策，並輸出命令。讓機器人有目的地運行。
智能移動機器人是集環境感知、動態決策與規劃、行為控制和執行於壹體的機電壹體化系統。它是傳感器技術、控制技術、移動技術、信息處理、人工智能、電子工程、計算機工程等學科的重要研究成果。從某種意義上說，它是機器發展和進化的產物，是目前科技發展最活躍的領域之壹。
3壹個越障機器人
我們設計的移動機器人(圖1)具有良好的機動性，前導輪、前輪、後輪可以實現獨立升降運動。前導輪(如圖1)通過曲柄盤的轉角控制搖桿的擺動角度，帶動相關的平面連桿機構運動，從而實現前導輪的伸縮和爬坡。機器人兩側的側驅動機構為平面連桿-滑塊越障機構，前後輪(如圖1所示)分別通過凹槽內導桿的運動帶動平面連桿機構運動，從而實現前後輪的伸縮和越障功能。該機器人可以通過尺寸設計實現更大的越障高度，也可以通過合理控制車輪的擺動角度實現對各種類型障礙物的攀爬。
4智能移動機器人的應用
隨著科技的進步，機器人的功能不斷完善，智能移動機器人的應用範圍也大大拓寬。它們不僅廣泛應用於工業、農業、醫療、服務業等行業，還應用於排險、海洋開發、太空探索等有害危險場合(如輻射、災區、毒性等。).
4.1陸地智能移動機器人
20世紀60年代末，為了占領太空，完成探月計劃，蘇聯和美國自主研發應用了移動機器人，通過移動機器人實現了外星土壤的樣品采集、土壤分析等多種任務。陸地智能移動機器人的出現是為了幫助人類完成無法完成的任務。陸地移動機器人在軍事上也有廣泛應用，可以排爆、掃雷、探測和清除障礙物等。近年來，智能移動機器人逐漸融入人們的日常生活。
4.2水下智能移動機器人
近年來，人們對資源的渴求增加，開始開發原子能和海洋資源。此外，水下環境非常復雜(能見度差、定位困難、流體變化等。)，而水下智能移動機器人在海底資源勘探方面的優勢備受關註。近年來，德國基爾大學的科學家開發了壹種新型深水機器人？ROV基爾6000？這個深水機器人可以潛到6000米深的海底尋找神秘的深水生物和？白金？可燃冰。
4.3仿生智能移動機器人
近年來，世界上許多機器人研究機構越來越重視仿生學和機構的研究工作。在某些情況下，仿生機器人具有特殊的優勢。例如，蛇形機器人重心低，可以模仿蛇的動作，可以通過穿梭於災難現場和其他復雜地形來幫助人類完成各種任務。此外，還有仿生寵物狗、仿生魚、仿生昆蟲等等。
5智能移動機器人的發展方向和前景
影響移動機器人發展的主要因素有:導航定位技術、多傳感器信息融合技術、多機器人協調控制技術等。因此，移動機器人技術的發展趨勢主要包括:
(1)高智能情感機器人。隨著科技的發展，人們對人機交互技術的要求越來越高，具有人類智能的情感移動機器人是移動機器人未來的發展趨勢。目前移動機器人只能說是部分智能，人們渴望擁有安全可靠、智能高、能交流的機器人。雖然實現智能情感機器人還很困難，但隨著科技的突破，總有壹天會成為現實。
(2)適應性強的多功能機器人。機器人的出現是為了服務人類。自然界還有很多未知的世界等著我們去探索。人們無法涉足各種危險、復雜、多變的環境，所以人們渴望有能夠代替人類的機器人，而適應性強、多功能的機器人必將是機器人的發展方向之壹。
(3)通用服務機器人。隨著科技的發展，機器人應該越來越容易融入人們的日常生活，在日常生活中為人服務。例如，在家庭中，機器人可以幫助人們做各種家務，這與人們的生活密切相關。
(4)專用智能移動機器人。根據不同的應用領域和不同的用途，設計各種專用智能移動機器人，如納米機器人、空間探索機器人、深海探索機器人、娛樂機器人等，是未來的發展方向。
6結束語
總之，智能移動機器人涉及傳感器技術、控制技術、移動技術、信息處理、人工智能、控制工程等多學科技術。未來智能移動機器人將走向生活，安全可靠，操作簡單。盡管智能移動機器人正以驚人的速度發展，但要實現適應性強、智能化、情感化、多功能的移動機器人還有很長的路要走。
參考資料:
謝晉，萬朝炎，杜。機械原理(第二版)[M]。北京:高等教育出版社，2010。
[2]陳國華。機械機構與應用[M]。北京:機械工業出版社，2008。
徐國保，殷壹新，周美娟。智能移動機器人技術的現狀與展望[J].機器人技術與應用，2007(2)。
肖士德，唐萌，孟祥銀，等。機電壹體化系統的監控[M]。四川:西南交通大學出版社，2011。
機器人科技論文第二部分:機器人的設計方法
機器人是人類智能的重要工具。隨著時代的發展，機器人在世界範圍內得到了發展，甚至有很多國家已經將機器人應用到了現實生活中。機器人的設計方法無疑是很多人都非常感興趣的問題，因此本文詳細探討了機器人的設計方法。
機器人；設計；方法
1.介紹
縱觀人類發展史，工具的進步可以推動人類文明。如今，設計正朝著智能化的方向發展。機器人是人類發展智能過程中的重要產物，所以機器人的常用設計方法是設計師必備的工具。
2.控制系統的硬件設計
在現代科學技術不斷發展的背景下，工業領域涉及的重體力勞動量越來越大。僅僅依靠人力很難實現其中的壹些任務。才能很好的完成工業領域的相關生產任務。需要認識到機器人控制系統的硬件部分主要由五個模塊組成:控制模塊、跟蹤模塊、避障模塊、電機驅動模塊和電源模塊。
(1)控制系統模塊。ATmega128是壹款基於AVR RISC結構的8位低功耗CMOS微處理器。運算速度快，有多路PWM輸出。它可以處理測速、避障等電路產生的輸入信號，輸出控制信號給驅動放大電路，從而控制電機轉速。這種方式產生的PWM信號比定時器中斷產生的信號更實時，不會占用系統的定時器資源。
(2)跟蹤模塊。循跡是指賽車沿著比賽場上的白色引導線行走。跟蹤模塊的原理圖如圖2所示。跟蹤模塊采用灰度傳感器，發射管為普通LED燈，接收管為光電晶體管3DU33。工作原理是不同顏色的物體對LED發出的光反射的亮度不同，光電晶體管3DU33在接收到不同亮度的光時會呈現不同的電壓Vx。Vx輸入到比較器LM339的同相端，並與電位計設置的電壓V0進行比較。當VX >: V0時，比較器輸出高電平。當Vx跟蹤機器人的前後端是由七個灰度傳感器組成的跟蹤模塊時。其中，中間的三個灰度傳感器起到巡線的作用，兩端的灰度傳感器起到檢測曲線的作用，剩下的兩個灰度傳感器交替巡線和檢測曲線。實驗表明，這種灰度傳感器的布局具有良好的機器人跟蹤效果。性價比？非常高。
(3)避障模塊。避障模塊主要使用紅外發射和接收傳感器。當紅外感應避障模塊接近物體時，輸出低電平信號。當沒有感測到物體時，輸出高電平信號。當信號線連接到單片機的控制端口時，控制程序可以起到探測障礙物的作用，機器人行進時可以及時發現障礙物，避免繞路。
(4)驅動模塊。跟蹤避障機器人要求行走靈活，反應迅速，因此要求驅動電機具有？速度快剎車及時？和其他特征。我們設計制造的機器人采用鐘鳴公司的JMP-BE-3508I驅動板模塊，輸入電壓11V至24V，最大輸出電流20A，滿足快進、剎車和轉彎的要求。並且電機轉速達到500rpm，堵轉扭矩8kg·cm，具有很強的制動功能。用單片機的四個PWM輸出信號分別控制四個車輪的轉速。然後領養？四驅？、?差速轉彎？這樣，機器人就可以前進、後退和轉彎。
(5)電源模塊。尋跡機器人的電源模塊主要實現以下三個功能:①穩定輸出5V工作電壓。所以我們設計制造的電源模塊以7805芯片為核心，輸入電壓截止到5V。(2)提供足夠的電流。7805芯片最大輸出電流為1.5A，但是尋跡機器人需要較大的電流，所以我們用兩個7805芯片分別給控制系統和外部設備供電。③過濾。7805芯片的輸入輸出端分別並聯104貼片電容和10？電解電容，過濾高頻和低頻信號。
3.軟硬件模塊開發流程和接口程序
(1)圖像處理模塊:攝像頭實時捕捉圖像，將轉換後的圖像與初始圖像進行比較，找出圖像中差異的位置，通過TCP傳輸。
(2)TCP通信模塊:視覺系統通過以太網與B&R控制器相連，控制器可作為客戶端或服務器實時傳輸數據；該定義結構用於視覺系統向機器人實時傳輸姿態和反饋姿態和信號狀態數據。
(3)位置轉換模塊:將視覺系統的位姿轉換成機器人的位姿，傳輸給機器人，控制機器人的操作。
(4)軌跡規劃模塊:進行軌跡規劃和速度規劃，選擇最優軌跡(直線、圓弧、不規則曲線等。)根據機器人的當前位置和目標位置，然後插補軌跡和速度，調用機器人運動學算法計算軌跡的可靠度，然後將實時插補的位置和速度傳輸給運動控制模塊。
(5)運動控制模塊:根據實時插補值，將加速度、加加速度等控制參數組合給駕駛員。
(6)伺服模塊:根據控制器發送的數據，結合各種伺服控制參數，驅動電機以最快的響應和速度運行到各個位置。
4.機器人精度標定和視覺軟件處理。
4.1精度校準
精度標定包括機器人精度標定和機器人相對於視覺攝像機的位置標定。機器人運動前，需要用激光跟蹤儀標定各軸的長度、零點、減速比、耦合比等機械參數，並交給運動學和控制器系統，使機器人按照理論軌跡準確運行。直線到指定點。采用三點法和六點法標定機器人在X、Y、Z方向相對於視覺攝像機的距離，並給出位置變換模塊，確定機器人坐標系和攝像機坐標系之間的變換關系。
4.2視覺處理軟件
包括固定視覺系統校準模塊和移動視覺系統校準模塊。將視覺系統安裝在固定位置，相當於為機器人建立了壹個攝像機用戶坐標系。該模塊用於計算機器人和固定視覺系統之間的位置和姿態轉換關系。安裝在機器人末端法蘭上的視覺系統的位姿，相當於為機器人建立了壹個刀具坐標系，隨著機器人的移動實時改變其位置。該模塊用於計算機器人和動態視覺系統之間的位姿轉換關系。傳輸機器人、視覺系統和以太網的通信狀態和錯誤狀態的實時處理。
4.3人機界面的設計與實現
當機器人出現故障，無法自動移動位置時，如硬件限制或碰撞，可以進入手冊頁，選擇機器人操作，將機器人移動到指定位置。對於新的碼垛生產線，需要配置系統參數、位置信息、產品參數和其他必要的信息。碼垛數據編輯和創建功能，產品涵蓋袋、箱和變量抓取功能。您可以添加產品數量、改變產品方向、修改單步數量、移動產品位置和旋轉。在該頁面中，每層生成5袋袋裝產品，編號範圍為1到5。您可以通過調整編號順序來更改產品的實際碼垛順序。
5.結束語
總之，在機器人設計的過程中，要根據設計的目的進行有針對性的設計，采用上述思維方法，及時解決設計過程中的問題。隨著機器智能的普及，毫無疑問，機器人設計在未來會有更廣闊的天空。
參考資料:
陳艷張海平。Wincc在打包機人機界面中的設計與應用[J].HMI與工業軟件，2012 (3): 70-72。
朱華東，孔亞光。嵌入式人機界面的設計[J].中國航道，2008(11):125-126。
金昌信，李偉。基於Windows CE的車載計算機系統人機界面的實現[J].微機信息，2005(21):132-134。
機器人科技論文第三部分:淺談igm焊接機器人的故障處理
摘要:機器人技術是集計算機、控制理論、機構學、信息與傳感技術、人工智能等學科於壹體的高新技術。摘要:介紹了igm焊接機器人的工作原理以及機器人在實際工作中的常見故障，分析了故障產生的原因，並提出了相應的維修方法。
[關鍵詞]igm焊接機器人工作原理故障處理
0的前言
機器人技術是集計算機、控制理論、機構學、信息與傳感技術、人工智能等學科於壹體的高新技術。這種新技術的介入，對維修技術人員提出了更高的要求。如何保證焊接機器人的可靠性和穩定性，發揮機器人的最大優勢，對於機器人的故障維修和設備維護尤為重要。
1 igm焊接機器人的組成及工作原理
1.1 igm焊接機器人的組成
Igm焊接機器人是從事焊接(包括切割和噴塗)的工業機器人，加工精細，動作靈巧，焊接精度高，焊縫成形好。在機械行業得到了廣泛的應用。
1.2 igm焊接機器人工作原理
igm焊接機器人內軸控制原理:數字伺服板DSE-IBS處理當前位置標定、位置驅動、速度驅動等信息，處理後的信息饋入伺服驅動器，由伺服驅動器內部的脈寬調制器調制，再放大輸出驅動伺服電機。伺服電機運動的同時，編碼器同步運行，采集到的位置和角度信息反饋給RDW控制板，RDW板增量計算和數據設置後的位置信息反饋給DSE-IBS板，用於下壹周期的計算和處理。重復這個過程，從而實現實時的位置變化過程。
2 igm焊接機器人故障診斷與分析
2.1焊接機器人故障類型
焊接機器人的故障類型可分為軟件故障和硬件故障，以及機器軟件引起的故障，如系統關機現象；由機器硬件引起的故障，如驅動裝置和電氣組件模塊的故障。故障現象可分為三類:人為故障、自然故障和突發故障。對於維修來說，排除自然故障和突發故障是比較困難的，因為這種維修不僅僅是針對故障單元本身，更是對系統進行改進，這就需要對故障診斷進行仔細的分析、優化和改進，以避免已排除故障的再次發生，使系統更加穩定可靠。
2.2 igm焊接機器人故障檢修
2.2.1機器人開機後，示教器無報警信息，但機械手無法正常起弧。首先，檢查系統是否送電線和氣體。發現送絲系統無法手動送絲，保護氣瓶有壓力，但焊槍噴嘴處沒有保護氣體。再次檢查機械手的焊接電纜、引弧板和送絲板，未發現故障。這說明機械手功能正常，可能是焊接回路不通暢。焊接電路是否正常可以通過測量焊接電路的阻抗來判斷。
回路阻抗的測試步驟:
I接好連接工件的地線，保證地線夾與工件接觸部分幹凈良好；
Ii打開機器人電氣櫃電源，將福尼斯焊機電源開關轉到？我？位置；
從焊接機的二級菜單中選擇？r？功能。
四。取下焊槍噴嘴，擰上導電噴嘴，將導電噴嘴貼在工件表面。應該註意的是，在測量期間，接觸噴嘴和工件之間的接觸應該是幹凈的。測量時，送絲機和冷卻系統不啟動；
輕按焊槍開關或點動送絲鍵。完成了焊接回路的阻抗測量。在測量過程中，右側顯示屏顯示？跑？；
vi焊接電路測量後，顯示屏顯示測量值。實測焊接回路阻抗為18？(正常值是
2 . 2 . 2 IgM IgM機器人的焊接過程，引弧困難，焊接電流極不穩定，經常斷弧，反復出現。電弧故障？電弧故障。
我檢查接地電纜，測量回路電阻為9.7？，正常
該值開始於
檢查焊絲直徑(ф1.2)是否與送絲機的標稱直徑匹配。
三。焊絲材料(G2Si)與焊接方法和焊接基材相匹配。
iv後觀察焊槍噴嘴處有大量切屑，手送的焊絲不光滑平整，有少量彎曲和絲損，說明送絲不順暢。
檢測進線電阻。打開送絲鎖定桿和壓緊桿，用手收回焊絲。發現阻力很大。大多是送絲軟管堵塞或者軟管與機械手角度過大造成的。
不及物動詞檢查送絲輪的磨損情況。V型送絲槽不易過深過寬。最好只放壹根規格為ф1.2的焊絲。間隙過大會影響送絲和焊接電流的穩定性。拆下送絲輪，發現送絲輪磨損嚴重，圓度誤差大，送絲槽過深。送絲機構壹旦失控，就會高速送絲，焊接電源得不到正常的信號反饋(送絲速度的反饋采用光電測速)，無法提供穩定的電流和電壓，導致焊接不正常。更換送絲輪和軟管，並調整壓力。故障解除，焊接正常。
2 . 2 . 3 IgM機器人的歸零參數自動丟失。igm機器人下次開機時，調零參數自動丟失，反復丟失調零、輸入參數和保存參數。檢查RDW板的教學電纜、接口、程序、軸卡、指示燈是否正常。檢查備用電池(緩沖電池，用於在關機或意外斷電時為系統提供短時供電和存儲信息)測量電壓值，壹個為8.9V，壹個為12 V，總電壓為21 V，正常值為24V。更換壹組電池後，
2.3突發故障的分析和處理
故障是不可預測的，而且是突然發生的。它最常出現在實際工作中。系統故障大多受環境影響，如焊接機器人控制部分電路板故障、穩壓電源故障、通訊故障等。，這些都反映在工作中機器人突然報警，無法消除。重啟恢復正常，但很快就有報警，導致整個系統不穩定。
為了進壹步判斷驅動器的質量並縮小故障範圍，
檢查編碼器。RCI系列機器人各軸使用的編碼器是絕對編碼器。它是壹個能傳遞旋轉角度信息的電磁元件。它由兩個固定繞組(sin繞組和cos繞組)和壹個參考繞組組成。其原理與旋變器基本相似。拔下X12的插頭，分別測量11-12、13-5、14-4的端子電阻。都沒有電阻，說明編碼器不正常。
找到12軸伺服電機，檢查編碼器插頭是否鎖緊，蓋子是否已拔出，插頭連接是否松動。重新插入插頭，將其鎖定到位，並再次測量端子11-12的電阻至94？，13-5端子電阻為65？，14-4端子電阻為65？，9-10端子電阻為600？，表示各繞組正常。通電後，驅動器可正常開啟，故障解除。
3結論
維修工作是壹個理論指導實踐，實踐促進理論的叠代過程。理論與實踐的有機結合，將使維修人員對各種故障的判斷和處理更加深入和準確。工作中的維修人員必須具備獨立思考、分析和判斷的能力，操作時註意觀察，不要盲目改變焊接機器人、跳線等狀態的設置，養成做好工作記錄的良好習慣，總結各種故障現象和處理過程，積累故障診斷和維修經驗，提高維修水平。
參考
【1】戴光平。焊接機器人的故障診斷與維護技術。重慶:中國嘉陵工業有限公司，2003年。
[2]中國焊接協會成套設備及專業機床分會。焊接機器人實用手冊。機械工業出版社，2014。
李德民。焊接機器人的故障維修。長春:常可股份制制造中心，2011。
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