轮臂组合教学机器人的设计与避障研究

• 作 者: 陈震宇
• 机 构: 北京林业大学
• 出 处: 北京林业大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 教学机器人 信息融合 机器视觉 模糊控制

为了适应日新月异的机器人技术的发展,关于教学机器人的研究研发与普及推广逐渐成为各类高校机构和机器人公司的所关注的课题之一。本文设计搭建了一款轮臂组合教学机器人,并通过教学实验对其进行了实际检验,具有较为理想的教学效果。教学机器人的避障能力是影响其教学功能与适用范围的重要因素之一。为了改善教学机器人的避障能力,本论文首先通过动态神经网络与超声波传感器的信息融合技术,使机器人具有在运动过程中识别环境类型的能力,有利于减少避障算法的复杂度。其次,针对教学机器人使用环境的特殊性,本文改良了一种利用机器视觉与超声波传感器的定位方法,实现教学机器人对障碍物的识别与定位,为教学机器人的避障控制提供指导。最后,为了弥补教学机器人在未知环境中避障能力的不足,本文设计了一种结合自适应加权信息融合技术的模糊控制算法,通过Matlab仿真和轮臂组合机器人的实物实验,证明该算法能够使得轮臂组合机器人在未知环境中可靠运行。本论文的主要新颖之处在于：本论文设计的机器人,采用轮臂合一的结构,可以实现移动、避障、抓取等多种教学功能,经过课程实践的检验,证明其可以很好的结合学院课程,相比于单纯的轮式机器人和教学机械臂,其适用范围更广且具有更丰富的教学功能；将信息融合、机器视觉以及模糊控制技术融入教学机器人的避障控制之中,不但可以改善教学机器人的避障能力,同时也可以深化该机器人的教学功能。