【CN109618670A】一种果蔬采摘分拣智能机器人【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910155992.8

(22)申请日 2019.03.01

(71)申请人 南通理工学院

地址 226000 江苏省南通市港闸经济开发

区永兴路14号

(72)发明人 高洁　

(74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限

公司 31253

代理人 冯子玲

(51)Int.Cl.

A01D 46/30(2006.01)

A01D 46/22(2006.01)

(54)发明名称

一种果蔬采摘分拣智能机器人

(57)摘要

本发明公开了一种果蔬采摘分拣智能机器

人，包括行走升降机构，末端采摘机构，接果输送

机构，传送分拣机构，行走升降机构包括移动底

座，安装在移动底座上的升降台，末端采摘机构

安装在升降台上，采摘果蔬，接果输送机构安装

在升降台上，接住果蔬并输送至传送分拣机构

处，传送分拣机构安装在升降台表面，依次包括

斜坡段，传送段及分拣段，果蔬通过斜坡段滚落

至传送段，并输送至分拣段根据果蔬尺寸及成熟

度进行分拣。本发明提供的一种果蔬采摘分拣智

能机器人，不仅自动采摘，而且在采摘的同时就

根据果蔬大小及成熟度对其进行分拣，实现采摘

分拣同步进行。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109618670 A 2019.04.16

C N 109618670

A

1.一种果蔬采摘分拣智能机器人，其特征在于：包括行走升降机构，末端采摘机构，接果输送机构，传送分拣机构及感应控制系统，其中：

行走升降机构包括移动底座，安装在移动底座上的升降台；

末端采摘机构安装在升降台上，包括多节机械臂，前端机械爪，安装在机械爪上的剪切机构，通过多节机械臂移动到果蔬位置，利用机械爪抓取果蔬，并通过剪切机构切断果茎；

接果输送机构安装在升降台上，包括接果网兜，与网兜底部相连通的输果管，机械爪摘取的果蔬送入接果网兜，并从输果管落下；

传送分拣机构安装在升降台表面，依次包括斜坡段，传送段及分拣段，斜坡段位于传送段的起始端，包括倾斜的底板及两侧挡板，且斜坡段的起始位置位于输果管正下方，所述传送段包括主动辊，从动辊及传送带，分拣段位于传送段的末端，包括支架，安装在支架顶部的转向阀，安装在转向阀上的分拣板，分拣板末端正对的移动底座上并排放置有多个果蔬框，输果管掉落的果蔬通过斜坡段滚落至传送段，并送至分拣段，分拣段根据果蔬尺寸及成熟度选择对应果蔬框下料；

所述感应控制系统包括控制器，与控制器连接的多个红外传感器，重力传感器及视觉传感器，多个红外传感器并排安装在斜坡段两侧的挡板上，感应果蔬滚落距离，重力传感器安装传送带下表面，感应传送带上方果蔬重力值，视觉传感器安装在机械爪上，获取果子位置。

2.根据权利要求1所述的果蔬采摘分拣智能机器人，其特征在于：所述行走机构为滚轮式或履带式。

3.根据权利要求1所述的果蔬采摘分拣智能机器人，其特征在于：所述升降台为X形升降台，由电缸控制升降。

4.根据权利要求1所述的果蔬采摘分拣智能机器人，其特征在于：所述输果管直径大于一颗果蔬直径，小于两颗果蔬直径。

5.根据权利要求1所述的果蔬采摘分拣智能机器人，其特征在于：所述分拣板包括水平

段及倾斜段，水平段与转向阀固定，而倾斜段则向下倾斜25

~30°。

6.根据权利要求5所述的果蔬采摘分拣智能机器人，其特征在于：所述分拣板两侧折弯形成第二挡板。

权　利　要　求　书1/1页

2

CN 109618670 A

浅谈机器人智能控制研究.答案

陕西科技大学 2015 级研究生课程考试答题纸 考试科目机械制造与装配自动化 专业机械工程 学号1505048 考生姓名乔旭光 考生类别专业学位硕士

浅谈机器人智能控制研究 摘要：以介绍机器人控制技术的发展及机器人智能控制的现状为基础,叙述了模糊控制和人工神经网络控制在机器人中智能控制的方法。讨论了机器人智能控制中的模糊控制和变结构控制,神经网络控制和变结构控制,以及模糊控制和神经网络控制等几种智能控制技术的融合。并对模糊控制和神经网络控制等方法中的局限性作出了说明。 关键词:机器人；智能控制；模糊控制；人工神经网络 1 智能控制的主要方法 随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出崭新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。1.1 模糊控制 模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础,以先验知识和专家经验作为控制规则。其基本思想是用机器模拟人对系统的控制,就是在被控对象的模糊模型的基础上运用模糊控制器近似推理等手段,实现系统控制。在实现模糊控制时主要考虑模糊变量的隶属度函数的确定,以及控制规则的制定二者缺一不可。 1.2 专家控制 专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合,仿效专家的经验,实现对系统控制的一种智能控制。主体由知识库和推理机构组成,通过对知识的获取与组织,按某种策略适时选用恰当的规则进行推理,以实现对控制对象的控制。专家控制可以灵活地选取控制率,灵活性高;可通过调整控制器的参数,适应对象特性及环境的变化,适应性好;通过专家规则,系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作,鲁棒性强。 1.3 神经网络控制 神经网络模拟人脑神经元的活动,利用神经元之间的联结与权值的分布来表

认识机器人教案

教案：认识机器人（第一课时） 一、教学目标 知识目标：了解机器人的概念、产生、发展、种类与应用。技能目标：熟练利用网络查找信息和处理信息。 情感目标：培养学生对机器人的兴趣，培养学生关心科技、热爱科学、勇于探索的精神。 二、重点难点 教学重点：机器人的概念及应用 难点分析：机器人的概念 三、教学过程： 1、新课导入 21世纪被信息技术专家誉为智能机器人的时代，机器人在各行各业将得到更加广泛的应用，机器人技术综合机械工程、电子工程、传感器应用、信息技术、数学、物理、等多种学科，它代表着一个国家的高科技发展水平，例如我国首例远程遥控机器人手术就是由北京的医生通过电脑遥控着沈阳机器人“黎元”进行脑外科手术。 那究竟什么是机器人？我们要学习使用的机器人是什么样子？机器人能够做些什么？我们如何控制机器人？今天开始我一起走进机器人世界去寻找上述问题答案。 观看有关机器人的视频片段 2、教学内容 机器人的概念 各国科学家对机器人的定义有所不同，而且随着时代的变化，机器人的定义也在不断发生变化。 中国的科学家们把机器人定义为一种自动化的机器，具备一些与人或生物相似的能力，如感知能力、规划能力、动作能力、协同能力等，是一种具有高度灵活性的自动化机器，它的外形不一定象人。 判断一个机器人是否是智能机器人我们可以根据下面三个基本特点： （1）具有感知功能，即获取信息的功能。机器人通过“感知”系统可以获取外界环境信息，如声音、光线、物体温度等。 （2）具有思考功能，即加工处理信息的功能。机器人通过“大脑”系统进行思考，它的思考过程就是对各种信息进行加工、处理、决策的过程。 （3）具有行动功能，即输出信息的功能。机器人通过“执行”系统（执行器）来完成工作，如行走、发声等。 机器人的产生、发展、种类与应用 对这些内容请大家以小组合作的形式通过互联网、光盘等媒体检索信息，并设计一个关于机器人的有关知识的演示文稿。 1）成立小组，分工合作，制定活动计划。 小组成员 （2）确定“机器人世界探索”活动的探索主题，构建问题框架。 （3）评价要求 （1）展示 在小组内展示“机器人世界探秘”项目。 各小组推出代表参加班级交流。评选最佳主题奖、最佳演示奖、最佳合作奖。 （2）通过自评和互评的方式进行评价，标准如下： 3、作业布置 （1）说说机器人与一些电动玩具的区别？ （2）完成一个关于机器人演示文稿的制作，包括机器人的发展、机器人的分类、机器人的特点等内容。 三、课堂小结：这节课我们了解了机器人的概念和机器人的产生、发展、种类及应用等知识。并对学生的演示文稿的任务完成情况进行小结和评价。 第12课机器人学走路 教学分析： 本课教学内容为《小学信息技术》教材（浙江教育出版社）第四册第12课，属机器人模块。本课教学是在学生学习了《第10课我们身边的机器人》、《第11课机器人仿真软件》掌握了机器人的简单工作原理，初步掌握机器人仿真软件的使用，并会控制机器人走直线的基础上学习本课，为以后学习《机器人画正多边形》、《机器人分辨颜色》打下基础。 学情分析： 本次市研训活动，是临时选取了机器人模块的第3课作为教学内容，由于学生第一次接触机器人教学内容，且没有了第10课、第11课两课的铺垫，尽管学生对此教学内容充分好奇，但教学过程中教师处理不好，学生会觉得无从下手。因此，本课的教学对教师绝对是一次挑战。 教学目的： 1．知识与技能：学会使用“转向”模块编写程序，控制机器人转向；学会使用“启动电机”“延时”“停止电机”模块编程，控制机器人走弧线。 2．过程方法：通过任务驱动与学生的操作实践，使用学会简单的机器人编程控制思想。 3．情感态度与价值观：让学生在编程控制中体验成功的快乐，充分激发孩子学习信息技术的兴趣。 教学过程： 一、铺垫导入 1．出示机器人，简单师生交流，拓展学生对机器人的了解。讨论：机器人由程序来控制。我们用程序语言把机器人完成任务的步骤与方法表达出来，这个过程叫编程。 2．教师演示机器人控制程序在仿真软件中的仿真。 介绍：这种机器人的编程软件的启动与仿真。 3．学生打开范例尝试仿真。 讨论1：机器人的动作，如直行、拐弯等。 二、小组合作自主探究 1．任务一：让机器人动起来。 教师讲解与学生操作：介绍编程环境（菜单、快捷工具、模块库、编程区）----模块的拖放、移动、删除----直行模块与转向模块的设置---文件的保存 子任务1：机器人直行（教师示范，并讲解仿真环境的“运行、有轨迹、退出”几个按钮的使用。 子任务2：机器人原地转向（学生独立完成） 子任务3：机器人走折线（最好走出一个90度的角出来）

带有视觉识别模块的分拣机器人

带有视觉识别模块的分拣机器人 传统的机器人分拣操作一般采用示教或离线编程方式，当机器人所处的工作环境发生改变时机器人很难即时作出相应的调整，为了使机器人具有更加智能化的功能，以阿童木并联机器人和工业智能相机为基础，组成一套带有视觉模块的机器人分拣系统。这样的分拣系统结合了并联型机器人和视觉模块两个方面的优势，通过视觉模块智能的识别不同的对象，系统可以完成高速的分拣工作，显著提升了机器人对工作环境的适应能力，提高了工作效率。同时，实验结果证明了该系统软硬件设计正确，分拣成功率高。 随着我们国家生产需求的不断增加，机器人越来越多的参与到各行各业的生产过程中来。其中，对工件的分拣作业是当前生产过程中的一个重要环节，传统的机器人分拣，其动作和目标的摆放位置都需要根据程序预先严格的设定。一旦机器人所处的环境有所改变，很容易导致抓取错误。本文模拟工业生产中的分拣作业环境，引入视觉模块，用摄像机来模拟人类的视觉功能来对待测的对象进行识别分类，可以使分拣作业拥有更高的可靠性和灵活性，作业对象以及分拣工序可以随时随地的变换，也提高了工作的效率和机器人的智能化程度。 1机器人系统组成介绍 我们设计的机器人分拣系统主要由并联机器人、视觉模块、传送带装置以及分拣对象组成，结构如图1所示： 1.1并联机器人 相比于其他工业机器人，并联机器人占用较小的空间，其更具有高速度、高精度、灵活性等特点，更能適合苛刻的工业生产需求。我们在实验中采用的是阿童木4轴并联型机器人，如图2所示，它能够完成空间中X、Y、Z方向的移动及角度的转动。除了并联型机器人本体之外，机器人配套设施还包括机器人控制柜、控制编程器和驱动机器人各关节运动的伺服交流电机。机器人末端执行机构为气动吸盘，用于吸附传送带上的分拣对象，完成抓取动作。 1.2 视觉模块 视觉模块我们采用康奈视公司的In-Sight7000型智能相机，如图3所示。该视觉模块能够智能的识别出实验中不同种类的实验对象，以及采集各个实验对象的位置信息。 1.3网络交换机 实验中，我们使用一般的家用路由器来替代网络交换机。视觉模块采集到的信息要通过局域网来络传递给机器人，因此我们要用到网络交换机来搭建局域网络，进而使各个模块间完成信息传输。

智能机器人控制系统

机器人的控制 机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。 智能机器人控制的关键技术 关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。 (4)网络化机器人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站

向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。 PID控制原理和特点 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入积分项。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（D）控制

智能机器人行业研究报告

智能机器人行业研究报告

智能机器人行业研究报告 一、行业概况 1、行业监管体制、主要法律法规及政策 （1）行业监管 我国现行智能制造装备行业管理体制为国家宏观指导下的市场竞争体制，宏观调控归属于国家发改委、科技部、工信部以及商务部，主要通过研究制定产业政策、提出中长期产业发展导向和指导性意见等履行宏观调控和宏观管理的职能。 我国智能机器人行业自律组织系中国机器人产业联盟，侧重于行业内部自律性管理，中国机器人产业联盟是由中国机械工业联合会联合在中国注册的机器人行业骨干企事业单位、大专院校和科研院所共同发起成立，在发改委、工信部和科技部的指导下，贯彻落实政府部门对机器人行业提出的相关产业政策和要求；研究产业发展状况，为政府部门制定产业政策提供决策支持等。 目前，我国智能机器人行业无准入限制。 （2）行业主要法规与政策 2006年起，国家先后出台多项规范和扶持智能制造装备行业的规划和政策，采取有效的措施，大力支持工业智能机器人及自动化成套生产线行业的发展。 在“十二五”期间，工业智能机器人首次成为发展规划的重点发展对象之一，在国务院、工信部、科技部出台的关于“十二五”期间智能装备领域的发展规划中，均强调要重点开发并突破有关工业机器人及相关零部件等技术，明确了工业机器人及相关零部件的发展方向，上述政策的出台将有助于完善机器人产业链，促进产业快速发展，实现制造业的升级转型。 影响我国智能机器人行业发展的相关规划和政策具体情况如下： 时间部门政策法规相关内容 2006年02月国务 院 《国家中长期 科学和技术发 强调了要围绕国民 经济、社会发展需

展规划纲要（2006-2020 年）》求，以装备制造为突破口，以绿色制造为导向，以信息化和自动化技术为支撑，加强自主开发，支持企业提高自主创新能力，为建设创新型国家提供有力支撑。 2006年06月国务 院 《国务院关于 加快振兴装备 制造业的若干 意见》 提出为加快我国装 备制造业的振兴，国 家将采取以下政策 对装备制造业予以 扶持：①完善相关法 律法规和标准；②制 定重点领域装备技 术政策③调整进口 税收优惠政策；④鼓 励订购和使用国产 首台（套）重大技术 装备；⑤加大对重大 技术装备企业的资

智能机器人学习教程

智能机器人学习教程 第1章预备知识 1.1虚拟机器人的结构与功能 1.1.1身体结构 在VJC1.5中，有五种型号的机器人：AS-M、AS-MII、AS-UII、AS-InfoX和AS-InfoM。图1－1是虚拟机器人的外形。虚拟机器人的身体结构跟真实的能力风暴智能机器人是相似的。本书中的范例采用的机器人型号均为AS-MⅡ。设置机器人型号的方法参见附录B。 图1－1虚拟机器人外形 1.1.2感觉器官 能力风暴智能机器人的感觉功能，是由机器人的传感器实现的。能力风暴机器人身上安装的传感器有以下几种： 1.红外传感器 红外传感器由红外发射器和红外接收器两部分组成。一旦程序中发出“红外测障”的指令，红外发射器就开始发射红外线。红外线遇到障碍物会反射回来，被红外接收器接收，从而机器人就能判断出障碍物所在的方位。虚拟机器人能够检测左、右、前三个方向的障碍物，跟真实的能力风暴智能机器人基本相同。发射红外线的虚拟机器人如图1－2所示。 图1－2机器人发射红外线示意图 2.光敏传感器

光敏传感器能够检测光线的强度，检测到的值为0～255之间的整数。光线越亮，检测到的数值越小；光线越暗，检测到的数值越大。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人是一样的 3.碰撞传感器 虚拟机器人的碰撞传感器能够检测左、右、前、后四个方向的碰撞，型号为AS-InfoX 的机器人只能检测前、左、右三个方向的碰撞。如前所述，虚拟机器人共分五种，它们的的区别主要就体现在碰撞检测功能上。所以读者在打开程序时，无论是例程，还是自己编写保存的程序，如果涉及到“碰撞检测”，必须先设置相应的机器人型号（参见附录B），然后再打开程序、仿真运行。例如：打开例程“自由行走(M).flw”时，由于名称后面带有M，故须先将机器人型号设置为AS-M，然后再打开程序文件、仿真运行。打开例程“自由行走(Info).flw”时，最好先将机器人型号设置为AS-InfoM，然后再打开程序文件、仿真运行。 在碰撞检测功能方面，虚拟机器人跟真实的能力风暴智能机器人有较大差别（参见附录 C、D）。 4.声音传感器 声音传感器能够检测声强大小，检测到的值为0～255之间的整数。数值越小，声音越低；数值越大，声音越响。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人是一样的。 5.地面灰度传感器 地面灰度传感器能够检测地面的灰度，检测到的值为0～255之间的整数。地面颜色越深，灰度值越大；地面颜色越浅，灰度值越小。此项功能跟真实的能力风暴智能机器人基本相同。 1.1.3编程语言 能力风暴智能机器人的编程语言是VJC1.5，由机器人C语言（简称JC）和流程图编程语言两部分组成。读者使用仿真版的时候，可以用流程图编程。在用流程图编程的同时，VJC1.5自动生成JC代码，便于读者观察、解释或修改程序，参见图1－3。在图1－3中，左边是流程图，右边是JC代码。在流程图编辑界面中，点击工具栏上的“JC代码”快捷按 钮，即可看到当前程序的JC代码。

果实采摘机器人有关论文-刘今朝

果实采摘机器人有关论文-刘今朝

果实采摘机器人有关论文 机化141 刘今朝 摘要：果园收获作业机械化、自动化是广大果农关注的热点问题。进行果树采摘机器人研究，不仅对于适应市场需求、降低劳动强度、提高经济效率有着一定的现实意义，而且对于跟踪世界农业新技术、促进我国农业科技进步，加速农业现代化进程有着重大的意义。 关键词：果树采摘机器人现状，发展，常见问题等。 机器人技术是一门新兴的多学科交叉的综合性高新技术，涉及机构学、机械设计学、自动控制、传感技术、计算机、人工智能、仿生学等多个学科领域。机器人作为高自动化、智能化的机电一体化设备，通过计算机编程能够自动完成目标操作或移动作业，具有较高的可靠性、灵活性。因此，机器人技术已成为当今应用广泛、发展迅速和最引人注目的高新技术之一。 随着科学技术的发展和社会的进步，机器人技术已经广泛应用于工业、农业、国防、科技等各个领域。在农业生产中，由于易对植被造成损害、易污染环境等原因，传统的机械通常存在着许多的缺点。为了解决这个问题，国内、外都在进行农业机器人的研究，对农业机器人的需求极其迫切。就我国而言，机械化、自动化程度比较落后。农业机器人的问世，有望改变传统的劳动方式，改善农民的生活劳动状态。因此，世界各国对农业机器人非常重视，投入了大量的资金和人力进行研究开发。农业机器人在农业领域得到很大进展，其功能已经非常完备。农业机器人正在或已经替代人的繁重体力劳动，可以连

续不间断地工作，极大地提高了劳动生产率，是农业智能化不可缺少的重要环节。 采摘机器人是21世纪精确农业的重要装备之一，是未来智能农业机械的发展方向。采摘机器人是针对水果和蔬菜，可以通过编程来完成这些作物的采摘、转运、打包等相关作业任务的具有感知能力的自动化机械收获系统，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学、农业和生物等学科于一体的交叉边缘性科学，需要涉及机械结构、视觉图像处理、机器人运动学动力学、传感器技术、控制技术以及计算信息处理等多方面的学科领域知识。 果实采摘机器人特点： (1) 作业对象的非结构性和不确定性； (2) 作业对象的娇嫩性和复杂性； (3) 良好的通用性和可编程性； (4) 操作对象和价格的特殊性。 果树采摘机器人操作者是农民，不是具有机电知识的工程师，因此要求果树采摘机器人必须具有高可靠性和操作简单的特点；另外，农业生产以个体经营为主，如果价格太高，就很难普及。 国外研究进展 ①日本的西红柿采摘机器人 日本的果蔬采摘机器人研究始于1980年，他们利用红色的番茄与背景(绿色)的差别，采用机器视觉对果实进行判别，研制了番茄采摘机器人。该机器人有5个自由度，对果实实行三维定位。由于不是

智能机器人的控制技术前景分析

智能机器人的控制技术前景分析 随着科学技术的发展，机器人控制技术也日渐成熟，不仅在力矩和位置控制等基础技术上有所进步，在智能化控制上也有显著提高。可是机器人基础控制技术尽管比较完善，但是想要得到进一步提升却有很大难度，因此，智能化发展成为了机器人控制技术的研发方向，该技术上突破会给基础控制技术的发展带来契机，本文重在研究机器人控制技术的发展方向及难度，希望本文内容能对机器人控制技术的研究带来帮助。 机器人技术一直是国内外科学家重点研究的课题，尤其是美国、日本等发达国家更是机器人研究能力较强的国家，他们对机器人的研究工作有近60年了，而且实现了编程机器人向智能化机器人的发展。他们经过多年研究总结，把机器人控制技术分为三大部分，分别是力矩技术、位置技术和智能技术，其中，力矩技术和位置技术是基础，智能技术是研究的发展方向，所以说，前者是基础技术，后者是重点技术，两者都要快速地向前发展。 1.机器人基础控制技术的重要性及所面临的技术难题 力矩技术和位置技术是机器人控制技术的基础，智能化技术是在这两种技术的基础上进行发展的，所以说，我们要想实现机器人智能化发展，就要先认识到力矩技术和位置技术的作用，了解到两种基础控制技术的重要性。 以前，在机器人基础控制技术中的研究重点是速度、位置和受力等要素，而随着科学技术的发展，控制技术又需要研究各种实用的系统技术，从而保证机器人基础控制技术更加完善。可以这样说，在当今时代，机器人基础控制技术已经达到了一定的水平，这给机器人控制技术的发展打下了坚实的基础，但是，对于作为基础技术中的力矩技术和位置技术来说，要想实现突破，却要依赖智能化技术的发展，因此，位置技术、力矩技术、智能技术三者是紧密联系和相互制约的，位置技术和力矩技术为机器人控制技术智能化发展打下了基础，智能化技术又为机器人基础控制技术的突破带来了机会。下面，我介绍一下机器人控制基础技术所面临的难题。 第一，机器人基础技术研发中存在技术难题。机器人系统设置和实际运动出现不一致问题，这个问题一直难以解决，这对位置技术和力矩技术来说是一个大的挑战。第二，数据模型不能解决机器人运动中的复杂问题。机器人在实际运行中遇到复杂问题时，数据模型就出现工作不正常现象，还有一些难以预见的问题，更是机器人控制基础技术难以解决的。第三，机器人基础控制技术系统不够完善。由于机器人基础控制技术都是建立在数字模型基础上的，该数字模型只是简单的力矩控制系统，根本不能完成复杂的指令，因此，机器人为了提高系统的性能，就需要增加设备来实现，这对基础控制系统来说难度很大。第四，机器人基础控制技术不能解决不确定对象的有关问题。机器人运行中会遇见很多不确定因素，由于这些不确定因素没有建立数字模型，因此，这些问题就难以靠基础控制技术来解决。所以说，机器人性能要想得到提高，光靠基础控制技术是难以实现的，

如何在中小学开展机器人教育课程

如何在中小学开展机器人教育课程 机器人教育课程是一门跨学科的综合性的科学技术。它涉及自动控制、计算机和网络技术、传感器、人工智能、微电子技术和机械工程等多个学科领域。格物斯坦小坦克认为面对当下人工智能技术的发展和创新人才的培养，在大力实施中小学信息技术教育战略的进程中，抓住时机在中小学引入机器人教育，提升学生对现代科技和信息技术的全面认识和理解，激发对创意和创新的兴趣，并作为一种培养创意思维和创新人才的新载体。 机器人教育作为创新人才培养的新模式，在目前的教育教学实践中，还仅处在活动层面，机器人教育大多是以课外活动和各种兴趣班、培训班的模式开展的。也的确有相当数量的中小学校能够积极组织学生参加各类智能机器人的活动或竞赛，但作为课程引入到教学中的却很少。为了让更多的学生能够接触机器人，培养学生的创新意识和动手能力以及团队合作意识，应该积极开展中小学机器人教育课程。 根据机器人教育课程的特点，我们课程教学的方法统一为：任务驱动、新知教授、实践应用。任务驱动，教师根据每节课的学习内容，合理地设计教学任务。课时安排为每周两节课，两个课时已经足够学生完成一个作品的制作。学生根据任务要求，进行问题分析、问题解决、小组讨论等环节，让学生发现问题，引起认知冲突，以便引入新知。 新知教授，学生将任务进行仔细剖析，并填写学生工程册（学习工程册是学生学习的一个凭证，也是学生进行任务分解、问题解决过程的记录）后，教师就可以根据学生反映的问题，引出本节课的教学内容。由于机器人课程的特殊化，可以将每个新知（一般的传感器的应用）分为“是什么、有什么作用、怎么使用、应用了哪些学科知识”几个部分。学生通过以上几个部分可以较为深入地认识每一个固件，也可以扩展学生思维，促进学生进行创作。由浅入深、理论联系实际，让学生能更多地将学习贴近生活，将生活的问题搬进学习中来。 实践应用，在一段时间的教学内，积极组织学生进行小组竞赛。教师应设计与生活相关的主题，让学生将生活与学习有效联系起来，达到培养学生体会生活、观察生活的目的，激发学生热爱科学、探索科学的精神。

智能机器人行业研究报告

智能机器人行业研究报告 一、行业概况 1、行业监管体制、主要法律法规及政策 （1）行业监管 我国现行智能制造装备行业管理体制为国家宏观指导下的市场竞争体制，宏观调控归属于国家发改委、科技部、工信部以及商务部，主要通过研究制定产业政策、提出中长期产业发展导向和指导性意见等履行宏观调控和宏观管理的职能。 我国智能机器人行业自律组织系中国机器人产业联盟，侧重于行业内部自律性管理，中国机器人产业联盟是由中国机械工业联合会联合在中国注册的机器人行业骨干企事业单位、大专院校和科研院所共同发起成立，在发改委、工信部和科技部的指导下，贯彻落实政府部门对机器人行业提出的相关产业政策和要求；研究产业发展状况，为政府部门制定产业政策提供决策支持等。 目前，我国智能机器人行业无准入限制。 （2）行业主要法规与政策 2006年起，国家先后出台多项规范和扶持智能制造装备行业的规划和政策，采取有效的措施，大力支持工业智能机器人及自动化成套生产线行业的发展。 在“十二五”期间，工业智能机器人首次成为发展规划的重点发展对象之一，在国务院、工信部、科技部出台的关于“十二五”期间智能装备领域的发展规划中，均强调要重点开发并突破有关工业机器人及相关零部件等技术，明确了工业机器人及相关零部件的发展方向，上述政策的出台将有助于完善机器人产业链，促进产业快速发展，实现制造业的升级转型。 影响我国智能机器人行业发展的相关规划和政策具体情况如下：

3、行业发展历程 1920年，捷克作家K.凯比克在科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》中首次提出了ROBOT这个名词。现在已被人们作为机器人的专用名词。 （1）第一代机器人 20世纪50、60年代，随着机构理论和伺服理论的发展，机器人进入了使用化阶段。1954年美国的G.C.Devol发表了“通用机器人”专利；1960年美国AMF 公司生产了柱坐标Versatran机器人，可做点位和轨迹控制，是世界上第一种用于工业生产上的机器人。 20世纪70年代，随着计算机技术、现代控制技术、传感技术和人工智能技术的发展，机器人行业得到了迅速发展。1974年美国俄亥俄州辛辛那提的Milacron公司成功开发了多关节机器人；1979年，Unimation公司推出了PUMA 机器人，它是一种多关节、全电动驱动、多CPU二级控制的机器人，采用了V AL 专用语言，可搭配视觉、触觉、力感等传感器，在当时是一种技术先进的工业机器人，现在的这hi能机器人结构大体上是以此为基础的。 这一时期的机器人属于“示教再现”（Tech-in/Playback）型机器人，只具有

湖面清扫智能机器人的控制系统设计说明书

湖面清扫智能机器人的控制系统设计 1、引言 机器人是上个世纪中叶迅速发展起来的高新技术密集的机电一体化产品，它作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度、提高生产率、改变生产模式，把人从危险、恶劣的环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。在发达国家，工业机器人已经得到广泛应用。随着科学技术的发展，机器人的应用范围也日益扩大，遍及工业、国防、宇宙空间、海洋开发、紧急救援、危险及恶劣环境作业、医疗康复等领域。进入21世纪，人们已经越来越切身地感受到机器人深入生产、深入生活、深入社会的坚实步伐。机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人；智能机器人是具有感知、思维和动作的机器人。所谓感知即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力，如装配机器人需要在非结构化的环境中认识障碍物并实现避障移动，这依赖于智能机器人的感觉系统，即各种各样的传感器；所谓思维是指机器人自身具有解决问题的能力，比如，装配机器人可以根据设计要求为一部复杂机器找到零件的装配办法及顺序，指挥执行机构，即指挥动作部分完成这部机器的装配；动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。由此可见，智能机器人是一个复杂的软件、硬件综合体。 机器人的核心是控制系统。机器人的先进性和功能的强弱通常都直接与其控制系统的性能有关。机器人控制是一项跨多学科的综合性技术，涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多种学科的内容。 近年来，随着工业和其它服务行业的蓬勃发展，人们在重视其经济效益的同时却往往忽略了他们对环境的污染，人类赖以生存的水资源也不例外。水面污染对人类的水源构成很大的威胁，湖泊尤其是旅游胜地和市内人工湖泊，更是无法逃避漂浮物污染的厄运，举目可见各种日常消费品的包装物在湖面上漂浮。污染的加剧根治水污染。但是，水面污染的治理是一项艰难的长期任务，是全人类必须面对的共同问题。用人工清理水面漂浮物只是权益之计，有些危险水域人无法工作。很多发达国家致力于水面污染治理设备的研究，如石油清理设备，但只是用于大量泄露石油的清理。目前，我国研制的清理水面漂浮物的设备还未见报道，国外研制的也不多，并且价格昂贵，实现的功能也不尽人意。因此，开发一种性

中小学智能机器人教学

比尔·盖茨曾预言“机器人即将重复个人电脑崛起的道路。点燃机器人普及的"导火索"，这场革命必将与个人电脑一样，彻底改变这个时代的生活方式。”目前，各省、市的许多学校都开展了机器人活动，但这些学校机器人活动都以校内科技活动小组的方式出现，并没有真正进入课堂教学。特别是农村学校，对于机器人的教学还是一片空白。在信息技术高度发展的今天，智能机器人事业已呈跨越式发展。发展机器人事业，将智能机器人的教学纳入课程教学是最佳形式。那么，在中小学如何把智能机器人纳入课堂教学呢？笔者作了一些探索。 一、将机器人教学纳入课程是必然趋势 上世纪90年代，号称“现代机器人故乡”的美国，机器人教育不再局限在大学的专业学科教育。美国政府还在全国高中生中推行“感知和认知移动机器人”计划，高中生可免费获得70公斤重的一套零件。把机器人教育列入基础教育课程，让学生系统地、有步骤地学习机器人技术。在“世界机器人王国”的日本，除了每所大学都有高水平的机器人研究和教学内容，每年定期举行各种不同层次的机器人设计和制作大赛外,日本机器人教育更是从娃娃抓起。而我国机器人教育起步较迟，1986年我国“863”高科技发展计划才正式启动“智能机器人”主题。到了“九五”期间，“普及机器人文化”被列为该主题第一专题的宗旨之一。1998年中国科技大学在国内率先进行了机器人足球的教学实验。近年来，国内高校机器人比赛逐渐增多，“863”计划为“机器人竞赛工作委员会”提供了专项基金，智能机器人比赛正在发展成为我国创新教育的战略性手段。“中国青少年电脑机器人竞赛活动”、“全国中小学电脑制作活动”、“全国青少年科技创新大赛”、“Intel工程大赛”、“全国中小学生信息技术创新与实践活动”等全国重要赛事也都把机器人列入竞赛项目。除了政府部门的项目外，由学术机构、公司厂商联合主办的智能机器人大赛对推进我国机器人教育活动、普及机器人文化也产生了非常积极的作用。近年来，智能机器人活动在我国引起了中小学教育工作者的关注，并进行了有益的尝试。如，2000年北京景山学校将智能机器人的普及教育以科研课题的方式纳入信息技术课程，在国内率先开展了中小学智能机器人课程教学。2002 年以后，随着我国教育信息化的发展，智能机器人技术向教育领域的渗透已呈加速发展趋势。可以说，智能机器人教育进入课堂教学时机已经成熟。 二、机器人课堂教学可以培养学生多种能力 机器人教育集趣味性、实践性、综合性、科学性、探究性为一体，深受广大青少年学生的喜爱，它集计算机、声、光、电等多种技术，可以让学生全面接触传感器、计算机软硬件、人工智能、自动控制、电子技术和机械工程等多个学科高新科技知识。智能机器人教学进入课堂可培养青少年学生综合素质。 1、培养学生的综合素质和应变能力。一个完整、能够完成任务的机器人，往往要用光、声、电、机械等各种器件，机器人因涉及多门类、多学科的知识和原理，通过教学可以拓展学生各学科的专业知识，又可将各学科的知识横向联系起来，对各学科所学知识起到巩固作用。首先，机器人教学实践活动中，学生按照图形要求或设想将几十种、甚至上百种各种零配件搭建成一个完整的能执行任务的机器人，每一个搭建步骤都必须自己或小组协同完成，这大大提高了学生应用各种工具的技巧和灵活的动手能力、空间想像能力。其次，在搭建前要构思巧妙完成的方式、方法和途径，对可行性要进行分析，得出最佳方案。最后，编写智能机

人工智能机器人学导论

人工智能机器人学导论 (1) 简介: (1) 作者简介 (2) 机器人控制器与程序设计 (3) 简介: (3) 机器人制作入门篇 (6) 简介: (6) 作者简介 (6) 机器人智能控制工程 (8) 简介: (8) 人工智能机器人学导论 作者：Ricky 文章来源：本站原创更新时间：2006年05月03日打印此文浏览数：2370 Slides for Second Edition (Beta) Chapter 1: What are Robots?. ppt slides and the pdf version (good a quick look) Chapter 2: Telesystems. the pdf version Chapter 3: Biological Foundations of the Reactive Paradigm. ppt slides and pdf version Chapter 5: The Reactive Paradigm Chapter 6: Selecting and Combining Behaviors Chapter 7: Common Sensors and Sensing Techniques Chapter 8: Designing a Behavior-Based Implementation Chapter 9: Multi-Agents Chapter 10: Navigation and the Hybrid Paradigm Chapter 11: Topological Path Planning Chapter 12: Metric Path Planning Chapter 13: Localization and Mapping Chapter 14: Affective Robots Chapter 15: Human-Robot Interaction Chapter 16: What Can Robot Do and What Will They Be Able to Do? 简介: 本书系统地介绍了人工智能机器人在感知、导航、路径规划、不确定导航等领域的主要内容。全书共分两大部分。第一部分共八章，它定义了什么是人工智能机器人，并介绍了为什么需要人工智能。重点介绍了人工智能机器人中智能组织的三个主要结构范式：慎思式、反应式及慎思/反应混合式。这部分还专门介绍了反应式行为的感知和编程技术，以及多智能体群体之间的协调和控制等问题。第二部分共四章，其中三章讲述了定性和定量导航、路径规划技术和在不确定性管理方面的工作。最后一章总结性地介绍了计算机视觉方面的最新技术在机器人中的应用，以及移动机器人在各个领域应用的发展展望。本书每章后均附有参考文献和习题。许多章节还列举了一些实例，用以说明本书讲述的概念和方法在实际机器人中的应用。本书内容丰富，反映了智能机器人学的基础和先进的理论和技术。本书可作为计算机、电子及自动化等专业本科高年级学生和研究生的教材或参考书，也可供从事智能机器人方面研究的教师和研究人员学习参考。

基于机器人货物分拣系统设计

安徽工商职业学院 应用工程学院 毕业设计 题目：基于机器人货物分拣系统设计系别：应用工程学院 专业：机电一体化 班级：15机电2班 姓名： 学号： 指导教师：日期： 1

目录 摘要 (4) 第1章引言 (4) 1.1工业机器人的历史、现状及应用 (4) 1.2我国的工业机器人 (5) 1.3机器人发展趋势 (6) 1.4机器人的分类 (7) 第2章基于机器人货物分拣系统设计 (7) 2.1总体系统布局 (7) 2.2生产线系统 (7) 2.3相机的系统 (8) 2.31相机结构 (8) 2.32光源的选择 (9) 2.33相机的安装 (9) 2.4机器人系统 (9) 2.41机器人的选择 (9) 2.42机械系统组成 (10) 2.43外部执行机构 (11) 2.44气路连接 (11) 2.5各设备间的通信 (11) 2.51工业机器人的通讯 (12) 2.52相机的通讯 (12)

第3章设备的控制系统程序编写 (12) 3.1编程设备的选择及编程软件 (12) 3.2 TIA Portal软件的使用 (13) 3.21创建项目，插入并组态PLC (13) 3.22创建HMI画面 (14) 3.3系统程序的编写 (15) 3.31主程序编写与通信的编写 (15) 3.32托盘传送带的程序编辑 (16) 3.33工件盒生产线的程序编辑 (18) 3.4相机程序的编写 (20) 3.41 X_SIGHT软件程序的编写 (20) 3.42相机总控软件上程序编写 (22) 3.5机器人程序编辑 (23) 3.51示教器程序编写 (23) 3.52机器人系统程序的编写 (27) 第4章触摸屏设计 (29) 第5章总结 (31) 5.1设计经验 (31) 5.2误差分析 (31) 5.3总结评价 (31) 3

多移动机器人编队控制

基于Multi-Agent的多机器人编队控制 摘要：多移动机器人协调是当前机器人技术的一个重要发展方向。多移动机器人之间的协调与 合作将大大提高机器人行为的智能化程度，完成由单个机器人难以完成的更加复杂的作业。多 移动机器人协调技术的研究对提高机器人的智能化水平及加快机器人的实用化进程具有重要的 理论研究意义和实用价值。本文结合多智能体技术对多机器人编队控制进行了研究，同时根据 具体的多机器人系统，进行了仿真实验。验证了多智能体技术在机器人编队控制系统中的应用，完成了小规模的编队控制。 关键词：多智能体；多机器人；编队控制；协调控制；模糊控制 Multi-robot Formation Control Based on Multi - Agent Abstract :The problem of multi-robot cooperation and coordination is central to mobile robotics. Cooperation and coordination will improve the intelligent performance of robots and can complete lots of impossible missions for single robot.The research on multi-robot cooperation and coordination is of great academic and applied significance. The multi-robot formation is developed combined with the multi-agent technology in this dissertation, and the simulation is done with the multi-robot system. The application of multi-agent is verified in the multi-robot formation control through a small system adopt the fomation control. Key words: Multi-agent ;Multi-robot ;Formation control;Coordination control;Fuzzy control 1. 国内外机器人系统发展现状 自80年代末以来，基于多智能体系统理论研究多机器人协作受到了普遍的关注，从军事领域到工业与民用领域，从星际探险到海底考察，从比赛到教学，都取得了不同程度的进步。近年来，在IEEE R&A,IROS等著名的国际机器人学术会议上，几乎每次会议都有多智能体协作机器人系统的专题。一些机器人学术刊物出版了有关多智能体机器人的研究专辑。一些研究项目，如ACTRESS,CEBOT,GOFER,SWARM等，已进行了多年[1]。 目前，国内关于群体机器人系统的研究刚刚起步，基本上还处于基础技术的研究阶段，这方面的研究成果报道比较少。中科院沈阳自动化所机器人开放研究实验室是国内研究多机器人技术较早也较全面的科研单位。 (1)CEBOT(Cellular Robotic System) CEBOT是一种自重构机器人系统(Self-Reconfigurable Robotic System)，它的研究是受生物细胞结构的启发，将系统中众多的具有相同和不同功能的机器人视为细胞元，这些细胞元可以移动，寻找和组合。 根据任务或环境的变化，细胞元机器人可以自组织成器官化机器人，多个器官化机器人可以进一步自组织，形成更加复杂的机器人系统。细胞结构机器人系统强调是单元体的组合如何根据任务和环境的要求动态重构。因此，系统具有多变的构型，可以具有学习和适应的系统智能(Group Intelligence)，并具有分布式的体系结构[3]。 (2)ALLANCE/L-ALLANCE系统

课题申报书：中小学智能机器人教育的理论和实践研究

课题申报范例精选 【导语】课题要坚持正确的政治方向，充分体现中央有关精神和要求，具有鲜明的问题导向和创新价值。应用对策类选题要有现实性、针对性和前瞻性；基础理论类选题要立足学术前沿，具有原创性和开拓性；跨学科类选题要体现学科交叉渗透的属性和特点。选题文字表述科学、严谨、规范。以下是课题优秀成果，是各类教师进行课题申报、开展课题研究、撰写研究报告的参考模板和范例。 中小学智能机器人教育的理论和实践研究课题名称：中小学智能机器人教育的理论和实践研究 关键词：机器人教育理论实践 申报级别：省级课题 课题类别：重点课题 学科分类：信息技术 研究类型：信息技术 预期研究成果： 立项号： 课题设计论证

一、本课题国内外研究现状： 智能机器人是数学、力学、机械、电子、自动控制、传感器、通信、计算机、人工智能等众多领域的高科技的集成，机器人教育能有效培养学生的动手能力、创造能力和协作精神。 国外一些发达国家已把智能机器人教育作为创新教育的战略性手段。他们非常看重机器人教育对未来高科技社会发展的作用和影响，尤其对年轻一代创新能力的培养作用，在中小学阶段不同程度地对学生进行机器人相关知识的教育。 在国内，智能机器人技术向教育领域的渗透已有呈加速发展的趋势，机器人文化的普及也在加速。在新一轮的课改背景下，信息技术课程也正面临着改革与创新，而引入机器人教育将给信息技术教育带来新的活力。当前我国中小学已开展的机器人教育活动主要还局限于以课外兴趣活动或者竞赛的方式进行，目的是为了学生能参加各种比赛而开设的。在新的发展背景下，为了能让更多的学生能参与到这一活动中来，我们一线教育工作者有必要对能否在中小学阶段信息技术课当中开设机器人教学进行研究。 二、指导思想 在辩证唯物主义思想指导下，以教育部《基础教育课程改革（纲