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水下滑翔蛇形机器人滑翔状态水动力参数计算及外形优化 预览
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作者 赵凯凯 李斌 +1 位作者 张国伟 常健 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2019年第8期785-790,共6页
针对水下滑翔机机动性能较差、运动式单一等问题,提出了一种新型水下滑翔蛇形机器人(UGSR)。该机器人结合了蛇形机器人机动性高、运动方式多样的特点,有效改善了水下滑翔机的不足。为获得水下滑翔蛇形机器人处于滑翔状态时的阻力、升力... 针对水下滑翔机机动性能较差、运动式单一等问题,提出了一种新型水下滑翔蛇形机器人(UGSR)。该机器人结合了蛇形机器人机动性高、运动方式多样的特点,有效改善了水下滑翔机的不足。为获得水下滑翔蛇形机器人处于滑翔状态时的阻力、升力以及纵倾力矩,本文采用计算流体动力学方法,利用CFX软件对第二代新型的水下滑翔蛇形机器人的水动力参数进行了求解。针对机器人升阻比小,滑翔效率低的问题,本文对两种滑翔机的翼型进行分析,通过改变该机器人的头部、尾部的长度进行多组仿真实验,并将仿真实验结果进行有效对比得出最优结果,进一步提升了水下滑翔蛇形机器人滑翔性能。 展开更多
关键词 水动力性能 水动力参数 外形优化 水下滑翔蛇形机器人(UGSR) 水下机器人
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水闸水下结构检测新技术的发展和应用 预览 被引量:1
2
作者 张洪星 朱俊 《科技创新与应用》 2019年第1期143-144,147共3页
文章简要介绍了水闸水下结构检测新技术的发展和应用,阐述了水下机器人和三维声呐系统在水闸水下检测中的实际应用,综合描述了新方法相对于以往常规方法检测时存在的优势和缺陷。
关键词 水闸水下结构 水下机器人 三维声呐
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一种轻型水下机器人控制系统的设计和实现 预览
3
作者 常润发 何晓雄 《合肥工业大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第7期935-939,共5页
文章针对水下机器人运行环境的特殊性,设计并构建了一款轻型水下机器人;对其控制系统进行了总体设计,并搭建了以STM32微控制器为核心的软硬件平台;根据该机器人的结构特点和运动特性,分别设计了单级和串级比例-积分-微分(proportional-i... 文章针对水下机器人运行环境的特殊性,设计并构建了一款轻型水下机器人;对其控制系统进行了总体设计,并搭建了以STM32微控制器为核心的软硬件平台;根据该机器人的结构特点和运动特性,分别设计了单级和串级比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器对机器人进行深度及姿态控制,将姿态控制器和深度控制器计算得到的控制量并联输出,作为脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)调节量对电机调速;最后通过水下试验验证了控制算法和控制系统的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 水下机器人 控制系统 STM32微控制器 串级PID控制器 姿态控制器
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水下探测机器人控制系统设计 预览
4
作者 熊渊琳 《信息技术与信息化》 2019年第4期67-69,共3页
为探测开发海洋资源、治理海洋环境、探索海底秘密,本文基于水下机器人平台,设计具有遥控远程遥控功能的水下探测机器人控制系统,该系统可以实现机器人数据采集、数据实时回传、并可以通过上位机机器人进行远程控制,有效提高水下机器人... 为探测开发海洋资源、治理海洋环境、探索海底秘密,本文基于水下机器人平台,设计具有遥控远程遥控功能的水下探测机器人控制系统,该系统可以实现机器人数据采集、数据实时回传、并可以通过上位机机器人进行远程控制,有效提高水下机器人的生存能力。 展开更多
关键词 水下机器人 无线传输 海洋探测
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基于多红外传感器的机器人水中巡检比赛策略研究 预览
5
作者 钱平 张震 游旷喆 《苏州市职业大学学报》 2019年第1期16-20,共5页
结合江苏省大学生机器人大赛水中机器人巡检项目,提出多红外传感器寻迹管道,检测黑点的策略,采用ATmega128单片机驱动5个红外传感器控制水中机器人游动方向及4个红外传感器检测黑点。并在优化控制水中机器人寻迹游动方面、提高直角拐弯... 结合江苏省大学生机器人大赛水中机器人巡检项目,提出多红外传感器寻迹管道,检测黑点的策略,采用ATmega128单片机驱动5个红外传感器控制水中机器人游动方向及4个红外传感器检测黑点。并在优化控制水中机器人寻迹游动方面、提高直角拐弯的顺畅性及防止漏检方面提出相应优化策略。在测试和实际比赛中都达到理想的运行效果。 展开更多
关键词 水中机器人 红外传感器 策略优化
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小型海洋环境监测平台设计 预览
6
作者 韩旭 吕良良 何昆鹏 《应用科技》 CAS 2019年第3期13-20,共8页
针对当前海洋环境监测多样性的需求以及当前监测设备存在的弊端,设计了一款以水面浮台为中转中心,连接地面控制端与水下机器人的监测平台系统,实时监测局部海洋环境。水面浮台通过无线模块与移动控制端进行远距离通信,通过光端机模块与... 针对当前海洋环境监测多样性的需求以及当前监测设备存在的弊端,设计了一款以水面浮台为中转中心,连接地面控制端与水下机器人的监测平台系统,实时监测局部海洋环境。水面浮台通过无线模块与移动控制端进行远距离通信,通过光端机模块与水下机器人端进行实时通信,水面浮台在水下机器人的带动下,可以灵活移动至指定海域。平台具有长航时、作业费用低、远距离通信以及灵活移动等特点。 展开更多
关键词 智能装备 海洋监测 水面浮台 水下机器人 无线通信 水池试验 海试实验
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水下石油管道巡查机器人控制系统的设计 预览
7
作者 李雪 杨大勇 +1 位作者 刘家毅 张扬 《测控技术》 2019年第8期15-20,共6页
水下石油管道是海上油气田生产设施的重要组成部分,必须定期或适时对其进行检测以保障其安全运营。针对水下石油管道巡查及检测的目的,采用STM32主控芯片、串口摄像头、舵机和通信模块,搭载最新版本的μC/OS-Ⅲ实时操作系统,设计了一种... 水下石油管道是海上油气田生产设施的重要组成部分,必须定期或适时对其进行检测以保障其安全运营。针对水下石油管道巡查及检测的目的,采用STM32主控芯片、串口摄像头、舵机和通信模块,搭载最新版本的μC/OS-Ⅲ实时操作系统,设计了一种鱼雷型仿生式水下机器人。该机器人应用在浅水层区域,通过WiFi远程控制并实现水下画面上传至上位机,上位机处理图片使泄漏点特征清晰。通过系统调试和记录分析表明,该水下机器人可以远程无线控制和无线图像传输,能够实现水下巡查任务,并且具有控制系统简单化、功能灵活化、性价比高等优点。利用水下机器人可以对水下石油气管道完好性进行巡查,防止出现泄漏事故,杜绝安全隐患。功能多样的水下机器人将成为机器人研究领域的热点之一. 展开更多
关键词 水下机器人 控制系统 μC/OS-Ⅲ 水下石油管道 无线传输
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水下机器人防倾覆控制系统研究 预览
8
作者 蔡卫国 刘志岩 +1 位作者 陈思远 皮俊鑫 《机械工程与自动化》 2019年第5期178-179,共2页
设计了一种水下机器人的防倾覆控制系统,主要由机体、控制室和螺旋翼三部分组成,螺旋翼由伺服电机驱动。姿态传感器用于采集水下机器人的运动信息,采用Arduino微控制器平台对伺服电机转速进行控制,通过螺旋翼的旋转做出左倾、右倾、平... 设计了一种水下机器人的防倾覆控制系统,主要由机体、控制室和螺旋翼三部分组成,螺旋翼由伺服电机驱动。姿态传感器用于采集水下机器人的运动信息,采用Arduino微控制器平台对伺服电机转速进行控制,通过螺旋翼的旋转做出左倾、右倾、平移等一系列的动作,实时调整机器人的姿态,保证水下机器人的平稳运行。实验结果表明:微控制器平台可以有效控制螺旋翼的转速变化,使得机器人能够做出左倾、右倾、平移等一系列动作,可以有效防止水下机器人运动过程中的倾覆。 展开更多
关键词 水下机器人 防倾覆 控制系统
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低成本模块化水下观察机器人设计 预览
9
作者 凌轩 关秋菊 +1 位作者 刘江涛 霍家俊 《机床与液压》 北大核心 2019年第15期38-41,共4页
水下机器人是能够在水下运动并且具有一定视觉和感知能力的装置,是海洋开发的核心技术。提出一种低成本、模块化的小型水下机器人,将控制系统、推进系统、信号转换系统、观测系统设计成独立模块,并将模块合理布局于机器人主框架上,可快... 水下机器人是能够在水下运动并且具有一定视觉和感知能力的装置,是海洋开发的核心技术。提出一种低成本、模块化的小型水下机器人,将控制系统、推进系统、信号转换系统、观测系统设计成独立模块,并将模块合理布局于机器人主框架上,可快速构建应用于不同场合的水下机器人。并设计了水下机器人的位置和方向自动控制算法,该算法不需要高阶复杂的控制模型,可采用低成本的控制系统和传感器,采用STM32F系列单片机用于传感器的数据采集、计算和控制输出。实验结果表明,所设计的系统具有良好的性能,符合设计要求。 展开更多
关键词 水下机器人 独立模块 低成本控制系统 STM32F
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面向水下机器人的水下电场通信协议设计 预览
10
作者 张晗 王伟 谢广明 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第2期134-141,共8页
作为一种新型的水下通信方法,电场通信具有能耗低,不易受外界环境干扰,实时性、全向性好等优点,可在小型水下机器人水下通信、组网中发挥良好作用。在前期的研究中,已将电场通信系统集成在一款仿箱鲀机器鱼上。但由于使用的是共享信道,... 作为一种新型的水下通信方法,电场通信具有能耗低,不易受外界环境干扰,实时性、全向性好等优点,可在小型水下机器人水下通信、组网中发挥良好作用。在前期的研究中,已将电场通信系统集成在一款仿箱鲀机器鱼上。但由于使用的是共享信道,当多机器鱼(节点)通信时,难免出现通信碰撞问题。文中基于无线通信网络载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议提出了电场通信协议。介绍了协议的运行机制以及信道状态的检测方法。为验证设计协议的有效性,进行了 MATLAB 仿真及 3条机器鱼电场通信实验。结果表明,该协议能有效减少通信碰撞的发生。 展开更多
关键词 水下机器人 仿箱鲀机器鱼 水下通信 电场通信 载波侦听多路访问/冲突避免
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智能化机器鱼实验平台的研究 预览
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作者 陈凯 窦路 《数字通信世界》 2019年第10期24-25,2共3页
首先介绍了现有主流水下机器人的运动控制方式,并对水下仿生鱼的模型构建进行了分析,结合实际需求对智能化机器鱼实验平台进行设计,并通过试验验证了该平台主要功能的具有可行性和可操作性,最后,也针对该平台未来的发展进行了预测展望。
关键词 智能化 水下机器人 仿生 混合驱动
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重力式码头沉箱接缝检测方法研究与改进 预览
12
作者 朱瑞虎 郑金海 +2 位作者 章家保 林同钦 刘荣林 《水运工程》 北大核心 2019年第6期58-62,共5页
针对重力式码头沉箱安装接缝难以检测的问题,分别采用水下机器人、多波束扫测、三维声呐扫描技术进行检测。检测数据表明:水下机器人对沉箱接缝的检测效果直观、准确度较高;多波束测深系统对沉箱接缝具有一定的识别能力,但对于缝宽较小... 针对重力式码头沉箱安装接缝难以检测的问题,分别采用水下机器人、多波束扫测、三维声呐扫描技术进行检测。检测数据表明:水下机器人对沉箱接缝的检测效果直观、准确度较高;多波束测深系统对沉箱接缝具有一定的识别能力,但对于缝宽较小及距离较远的接缝分辨率较差;三维声呐探测扫测精度高,但扫测范围小且效率低。从测试原理上分析各种方法测试优缺点产生的原因并根据检测需求自主设计了三维声呐测量支架,实现对沉箱接缝任意深度量测,并结合工程实例取得良好的测试效果,为沉箱接缝检测方法的选取提供借鉴。 展开更多
关键词 沉箱接缝 水下机器人 多波束 三维声呐
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仿生蝠鲼机器人的设计及仿真 预览
13
作者 张世豪 王文亮 +1 位作者 韩鹏 赵斌 《机械工程师》 2019年第6期147-151,共5页
以蝠鲼的躯干和胸鳍的结构与运动原理分析为基础,设计了一款仿生蝠鲼机器人。在保留蝠鲼主要行为参数的前提下,简化了复杂的身体结构。通过控制每个鱼鳍的两个自由度,较为准确地复现蝠鲼的运动状态。建立仿生蝠鲼机器人的控制曲线及表... 以蝠鲼的躯干和胸鳍的结构与运动原理分析为基础,设计了一款仿生蝠鲼机器人。在保留蝠鲼主要行为参数的前提下,简化了复杂的身体结构。通过控制每个鱼鳍的两个自由度,较为准确地复现蝠鲼的运动状态。建立仿生蝠鲼机器人的控制曲线及表面结构的三维模型,采用Adams软件对其进行机构运动仿真(包括运动、速度及转弯实验),通过仿真来验证机器人结构及运动控制系统的正确性。 展开更多
关键词 水下机器人 仿生 蝠鲼 结构设计 仿真实验
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基于arm的水上垃圾清理机器人设计方法 预览 被引量:1
14
作者 华洵 曹雪花 《电脑知识与技术:学术版》 2019年第1期237-239,共3页
当前水体污染给人们的生产生活,给社会生态环境都带来了非常严重的影响,越来越受到社会的普遍关注。目前清理水体污染物主要是靠人工进行打捞,人力物力耗费较大,为有效解决这个问题,本文设计制作了一款由人工远程遥控对水面上的塑料袋... 当前水体污染给人们的生产生活,给社会生态环境都带来了非常严重的影响,越来越受到社会的普遍关注。目前清理水体污染物主要是靠人工进行打捞,人力物力耗费较大,为有效解决这个问题,本文设计制作了一款由人工远程遥控对水面上的塑料袋、饮料瓶、树枝树叶等固体垃圾进行清理的机器人。该机器人除整体上采用水面稳定性较高的双船体结构外,还包括图像传输单元、动力推进装置、打捞及传输装置等便于快速完成垃圾清理任务的相关机构。该机器人在人工协助下能够对水面上的固体垃圾物清理实现自动化作业,整个打捞过程无须人工直接参与,安全、便捷。 展开更多
关键词 水体污染 垃圾清理 水中机器人
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便携式水下机器人设计 预览 被引量:1
15
作者 裴国栋 卞则武 温亚楠 《船电技术》 2019年第1期14-16,共3页
出于对近海海洋探索的目的,本文应用了上次研究的水下ROV空间姿态控制系统设计了一种便携式水下机器人。该水下机器人系统硬件部分主要由电源模块、无刷电调、遥控部分以及姿态传感器模块组成,软件控制以及相关数据处理由一块ARM-M3内... 出于对近海海洋探索的目的,本文应用了上次研究的水下ROV空间姿态控制系统设计了一种便携式水下机器人。该水下机器人系统硬件部分主要由电源模块、无刷电调、遥控部分以及姿态传感器模块组成,软件控制以及相关数据处理由一块ARM-M3内核的处理器完成,编译软件使用Kile。水下机器人结构采用3D打印机制作,材料选用PLA。遥控通讯采用CAN总线协议。水下机器人经过实际调试可以达到相关技术要求,下潜深度100M,能实现简单的水下作业要求。 展开更多
关键词 水下机器人 姿态检测 水下探测
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复合式驱动小型两栖机器人水下运动控制研究
16
作者 何彦霖 董明利 +2 位作者 孙广开 于明鑫 祝连庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期219-226,共8页
针对两栖环境中机器人多自由度灵活稳定运动的需求,设计了一种具有'轮-腿-矢量喷水'复合驱动机制的小型两栖球形机器人。首先介绍了机器人的主要结构组成:一个密闭的上半球壳、两个可开关的1/4球壳、4条复合式驱动腿以及滑行模... 针对两栖环境中机器人多自由度灵活稳定运动的需求,设计了一种具有'轮-腿-矢量喷水'复合驱动机制的小型两栖球形机器人。首先介绍了机器人的主要结构组成:一个密闭的上半球壳、两个可开关的1/4球壳、4条复合式驱动腿以及滑行模块等;其次,对球形机器人的复合驱动机制进行分析和建模;接着,根据水下环境和机器人的特性,设计了基于传统PID算法的神经网络自整定控制算法;最后,在室内水池中进行了机器人运动的实验测试。实验结果表明,机器人在水中运动性能良好,运动轨迹和姿态角误差在控制器接受范围之内。所提出的具有复合驱动机制的自主式两栖球形机器人,在滨海两栖环境的资源勘测等方面具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 小型球形机器人 运动控制 水下机器人 运动学模型 复合式驱动机制
水下机器人航道安全检测应用设计 预览
17
作者 张阳 陈晨 +4 位作者 张一 冷超莹 刘泽峰 冯俊俊 周立 《人民长江》 北大核心 2019年第6期1-5,共5页
航道是水运的生命线航道安全检测是水运交通健康发展不可缺少的一部分随着近年来智能水下机器人技术的快速发展水下机器人代替人员进行航道检测成为可能为航道安全检测提供了一种全新的检测方式结合航道检测的特殊需求设计了一套利用水... 航道是水运的生命线航道安全检测是水运交通健康发展不可缺少的一部分随着近年来智能水下机器人技术的快速发展水下机器人代替人员进行航道检测成为可能为航道安全检测提供了一种全新的检测方式结合航道检测的特殊需求设计了一套利用水下机器人搭载不同传感器设备进行航道安全检测的系统水下机器人通过搭载前视声纳、单波束测深仪、ADCP 流速仪、双频测深仪、侧扫声纳、CCD相机等水下探测仪器可完成航道障碍物探测、航道物理水文测量、水下地形与淤泥检测、航道安全事故救援以及大坝安全检测等任务保障航道安全系统方案可有效降低人员进行航道检测风险减少人工成本进一步提高航道安全检测效率促进智慧航道的建设. 展开更多
关键词 航道检测 水下机器人 声纳 内河航道 水运交通
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基于蚁群算法的水下机器人机械臂工作路径优化 预览 被引量:1
18
作者 林树锋 王冬姣 +1 位作者 叶家玮 刘鲲 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第1期45-50,共6页
为了提高水下机器人机械臂对导管架清污的工作效率,缩短电机持续高负荷工作的时间,在采用声呐回波数据识别工作区域附着物分布图的基础上,分别以工作时间最短和能耗最小为优化目标,提出基于蚁群算法的机械臂工作路径规划算法。通过MATLA... 为了提高水下机器人机械臂对导管架清污的工作效率,缩短电机持续高负荷工作的时间,在采用声呐回波数据识别工作区域附着物分布图的基础上,分别以工作时间最短和能耗最小为优化目标,提出基于蚁群算法的机械臂工作路径规划算法。通过MATLAB和PRO/E软件建立机械臂三维运动学模型,在某一随机附着物分布条件下,采用以上2种路径优化算法得到相应的优化路径。仿真结果表明,与传统的扫描路径相比,文中提出的2种优化算法在满足工作区域范围的前提下,能提高机械臂2倍以上的工作效率并降低50%的能耗,证明了该路径优化算法的有效性。 展开更多
关键词 水下机器人 蚁群算法 路径优化
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斜拉桥检测技术研究 预览
19
作者 赵斌 崔鑫 +2 位作者 段浪 陈勇 吴涛 《上海公路》 2019年第2期68-70,87,M0004共5页
以一座独塔双索面斜拉桥为例,对斜拉桥的检测技术进行研究。通过爬索机器人、无人机和水下机器人等检测系统对斜拉桥的斜拉索、主塔和基础的外观病害进行近距离检查;利用漏磁法对斜拉索内部钢丝锈蚀情况进行无损检测;分别在主塔塔顶和... 以一座独塔双索面斜拉桥为例,对斜拉桥的检测技术进行研究。通过爬索机器人、无人机和水下机器人等检测系统对斜拉桥的斜拉索、主塔和基础的外观病害进行近距离检查;利用漏磁法对斜拉索内部钢丝锈蚀情况进行无损检测;分别在主塔塔顶和主梁跨中布置GPS系统,对斜拉桥的几何形态进行远距离在线监测和分析。通过研究,为斜拉桥的检测提供有益的参考和建议。 展开更多
关键词 爬索机器人 无人机 水下机器人 漏磁法 GPS
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带缆遥控水下机器人推进系统设计 预览
20
作者 何新英 陈饰勇 吴家鸣 《广州航海学院学报》 2019年第2期23-25,22共4页
针对传统螺旋桨推进系统机动性差,控制复杂的的特点,提出了一种结合喷水推进和螺旋桨推进的喷水螺旋桨推进系统.该系统由两个推进器组成,对称布置在机器人主体两侧,每个推进器由螺旋桨、圆盘、套环组成.通过控制圆盘的开口度控制推进器... 针对传统螺旋桨推进系统机动性差,控制复杂的的特点,提出了一种结合喷水推进和螺旋桨推进的喷水螺旋桨推进系统.该系统由两个推进器组成,对称布置在机器人主体两侧,每个推进器由螺旋桨、圆盘、套环组成.通过控制圆盘的开口度控制推进器轴向喷水,螺旋桨转动时产生水流,再由套环以及圆盘共同改变水流方向,通过套环与圆盘不同状态的组合,以达到产生不同方向推力的作用,从而推动机器人实现任意方向的运动.通过在Matlab中进行仿真表明,该系统具有较好的姿态稳定性和灵活性,是可行的. 展开更多
关键词 水下机器人 推进系统 螺旋桨 喷水推进
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