排爆机器人临场重构与控制系统在环虚拟监控研究

发布时间：2017-05-25 09:21

  本文关键词：排爆机器人临场重构与控制系统在环虚拟监控研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：排爆机器人是当今反恐、军事领域的重要装备之一,在应对暴恐突发事件中,表现出了安全、稳定、灵敏的优异性能,广泛装备在军队、公安和消防等部门。研制机器人来替代排爆人员从事爆炸可疑物或有害物品处理和爆炸物排除作业,对于保障人身财产安全具有重大现实意义。由于我国制造业水平相对落后,尖端核心技术发展滞后,尤其伺服电机、驱动器、控制器等产品研发落后的短板,影响我国反恐装备自主产品的研发进程。本课题来源于天津市科技支撑计划项目“面向突发事故的全嵌入模块化临场自重构移动机器人系统”,从机器人项目实际需求出发,主要针对项目的软件控制系统进行了研究。在GUI软件控制系统设计过程中,针对机械臂进行了运动学分析,以实现对机器人的精确控制;分析了软件系统的重构性;通过三种虚拟监控方案对比,最终利用LabVIEW 3D控件技术完成对排爆机器人的实时虚拟监控,实时反映物理模型状态和运动特性;机器人的操作和运行,采用数据库存储关键数据,加强了控制系统的可靠性和排爆过程的可追溯性;阐述软件系统设计思想,并利用LabVIEW图形化编程语言进行编写和完善,最终实现软件的测试和应用。本文所研制软件系统已应用到反恐排爆机器人上,能有效地控制机器人的运动和五自由度机械手的复杂作业,并实现机器人的虚拟监控,基本满足反恐排爆机器人的各项控制要求。
【关键词】：排爆机器人 临场重构 虚拟监控 三维模型
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 课题背景8-10
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究的背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 国外排爆机器人研究现状10-13
• 1.2.2 国内排爆机器人研究现状13-15
• 1.3 排爆机器人关键技术15-17
• 1.4 排爆机器人发展趋势17-18
• 1.5 本文主要研究内容及预期目标18
• 1.6 本章小结18-20
• 第二章 排爆机器人系统组成及分析20-38
• 2.1 系统结构20-35
• 2.1.1 移动车体结构及运动方式20-22
• 2.1.2 机械臂22-35
• 2.2 控制系统35-36
• 2.3 本章小结36-38
• 第三章 临场重构性与在环虚拟监控技术分析38-48
• 3.1 非结构化环境下的临场感知38-40
• 3.1.1 内部状态传感器38-39
• 3.1.2 外部监控传感器39-40
• 3.2 临场重构能力40-41
• 3.3 在环虚拟监控技术研究41-46
• 3.3.1 LabVIEW与SolidWorks联合开发41-43
• 3.3.2 基于LabVIEW 3D Picture Control三维实时显示43-44
• 3.3.3 基于SolidWorks API函数二次开发44-46
• 3.4 图像监控46-47
• 3.5 语音控制47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 控制系统软件开发48-64
• 4.1 排爆机器人GUI控制系统功能要求48-50
• 4.2 GUI控制系统软件设计方案50-54
• 4.2.1 整体设计方案50-51
• 4.2.2 程序设计方案51-54
• 4.3 系统管理模块54-57
• 4.4 参数设置57-58
• 4.5 主控制界面58-60
• 4.6 排爆机器人的离线培训60-62
• 4.7 虚拟监控模块62-63
• 4.8 任务管理与文件帮助63
• 4.9 本章小结63-64
• 第五章 GUI控制系统调试64-70
• 5.1 排爆机器人平台测试64-69
• 5.1.1 环境感知测试64-65
• 5.1.2 监控测试65-68
• 5.1.3 运动测试68-69
• 5.2 本章小结69-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;世界机器人最新统计数据[J];机器人技术与应用;2000年01期

2 ;警卫和保洁两用机器人[J];机器人技术与应用;2000年03期

3 ;案例分析之四 机器人码垛单元[J];机器人技术与应用;2000年04期

4 李成桐;对中国机器人产业的思考(之二) 未来之路[J];机器人技术与应用;2000年05期

5 贾培发,王全福;团结奋斗努力实现中国机器人产业化[J];机器人技术与应用;2000年06期

6 李开生,张慧慧,费仁元,宗光华;国外服务机器人的发展动态和前景[J];制造业自动化;2000年06期

7 淑芳;机器人种菜[J];湖南农业;2000年09期

8 长路;机器人技术在发展[J];世界制造技术与装备市场;2001年01期

9 贾一;机器人外科手术的必要技术条件[J];机器人技术与应用;2002年04期

10 董瑞翔;人间协调共存型机器人[J];机器人技术与应用;2002年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡春华;范勇;朱纪洪;孙增圻;;空中机器人的研究现状与发展趋势[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年

2 陈卫东;;服务机器人的技术发展及微特电机在其中的应用[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年

3 肖玉林;侍才洪;陈炜;李浩;张西正;;救援机器人的现状及发展趋势(综述)[A];天津市生物医学工程学会第三十四届学术年会论文集[C];2014年

4 郑亚青;吴建坡;;岸边集装箱宏-微起重机器人的机构、结构设计及运动仿真[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年

5 王静;边继东;张大慧;林峰华;张宏;;管道定量采样机器人系统设计[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（二）[C];2009年

6 黄海明;杨雷;宋跃;赖思沅;;智能保安巡逻机器人[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（二）[C];2009年

7 王明辉;马书根;李斌;;独立操作型可重构机器人群体的动态层次体系结构研究[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年

8 谭金林;刘明英;梁建民;;机器人硬件电路设计[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集（下册）[C];1995年

9 许家中;孔祥冰;尤波;李长峰;禹鑫q，

本文编号：393325