5、本课题将采用嵌入式控制系统对各种数据进行采集与处理,并用其控制器工业检测机器人的运动轨迹。该系统将采用Kinetis K60作为主控制器,并将DSP应用到该机器人测控系统中用于数据处理。 6、将测控系统将数据无线通讯、远程图像传输等技术运用到工业机器人的控制系统中,以便实现远距离通讯与控制; 7、针对工业机器人所采集的数据与环境特征,利用matlab来进行数据在分析和处理,以便得到优化的程序与智能算法,为后续数据处理打下基础。在实际运用中可将下位机发送 来的数据,通过VC和matlab混合编程的程序来完成上位机的数据处理,以便减轻下位机的运算量。 二、本课题实验主要测试以下内容: 1、分别测试控制系统的硬件及软件工作情况; 2、测试检测机器人控制系统能否满足检测要求。 三、实验方法 1、分别检测控制系统的硬件及软件工作情况; 2、测试检测机器人的远程遥控及数据采集工作; 3、对检测机器人是否能够按正确路线行走进行测试及调试; 4、对检测机器人的硬件稳定性和抗干扰能力进行测试; 5、模拟现场环境及检测要求对检测机器人性能进行实验分析。
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3、项目实施进度安排及预期目标 项目实施进度: 2013年10月至2014年3月,进行理论上的研究和技术准备。 2014年4月至2014年12月,进行实物研发及调试。 2015年6月至2015年10月,结题准备,申请鉴定。 预期目标: 使得研发出的工业检测机器人技术达到国内先进水平,并且有良好的可操作性、稳定性、和易用性、并且争取到达抗击各种工业干扰的水平。 4、本项目的特色与创新之处 本项目涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成。该工业机器人标准化、模块化、网络化和智能化的程度高,功能强。 本项目包含了无线远程控制技术,机器视觉,现代人工智能控制技术等创新与特色之处,填补了国内工业检测机器人技术的空白,能够使得自主检测机器人技术能够运用到我国工业生产缺陷检测中来。 12
三、最终成果形式及成果预期水平
最终成果形式: (1)、公开的中文核心期刊上发表2-3篇学术论文; (2)、指导硕士研究生2名,本科毕业生6名; (3)、提供具有国内先进水平检测机器人原理样机系统一套,可满足试验研究要求; (4)、确定适宜的设计资料及实物; (5)、在条件成熟时,申报国家级专利; (6)、成果预期水平:达到国内先进。
四、成果转化措施及社会、经济效益分析(限应用型项目填写)
我国近几年与机器人技术有关的产品已经不断出现,并给用户带来显著效益。随着我国工业企业自动化水平的不断提高,应用到机器人技术的市场也会越来越大,并且逐渐成为自动化生产的主要方式。我国机器人自动化生产装备的市场刚刚起步,而国内装备制造业正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期,这就给机器人自动化生产技术研究开发者带来巨大商机。据预测,目前我国仅汽车行业、电子和家电行业、烟草行业、新能源电池行业等,年需求此类自动化线就达600多条,产值约为120多亿元人民币。在2012年左右需求此类自动化生产技术达到1600条。据初步测算,2013年仅仅汽车制造业的需求市场容量将达到800多亿元人民币。 项目最终成果可以很好的运用在自动化生产装备中,并且其先进性,可靠性,易用性,将会使得项目最终产品很快的得到推广,并且产生经济效用。
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五、现有工作基础和条件
1、 与项目有关的前期研究状况 1)主持人任副教授以来,一直从事于管道工业各种现场参数的检测工作,并进行了有较深入的研究,为研究本项目奠定了较扎实的理论基础和较强的科研能力。 2) 主持人多年来始终关注测控技术事业,在机器人控制和机器视觉检测方面的研究工作,取得一定的进展; 3)目前已对机器视觉与远程无线数据传输展开研究,并取得阶段性成果,现已能通过无线网络进行视觉信号的传递与处理; 4) 本组成员具有丰富的科研经验,学科交叉,协作能力强,承担地市级项目多项。其中,主要成员中田建平、胡勇教授在机器人结构设计与调试等方面有较强能力,所在数字化设计与先进制造科研团队为有较强的电路制作与研发能力和数据处理能力。 3、 现有研究条件,尚缺少的实验条件和解决途径 本人所在科研团队为本校数字化设计与先进制造,该科研团队与自贡市挚诚科技有限公司在工业检测机器人领域长期合作,该校级科研团队现有一些行走机器人、相关的检测仪器和电路制作设备,并且具有一定的机器人结构设计与制造、电路研发和数据处理能力。 尚缺少的试验条件及解决途径: 1)、相关电路的制作设备:自行设计,在外加工; 2)、试验所需材料:外购; 3)、中高频信号测试仪、相关电路测试设备:外购;
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六、项目负责人承担的其它研究项目
负责 项目来源 项目名称 起止年月 或参加 军工项目 横向项目 四川省过程装备与控制重点试验室 四川省过程装备与控制重点试验室 横向课题 横向课题
机载质量流量计研究 螺钉分选机机器视觉系统开发 基于机器视觉流体微小流量测量系统研究 移动破碎站液压自动控制系统研发 升降横移式立体车库研发 自动绕线机研发 2006.9~2009.7 2008.3~2008.12 负责 主研 进展或 完成情况 结题 结题 2010.6~2014.6. 负责 在研 2012.6~2015.6 主研 在研 2012.6~2013.6 2010.6~2010.12 主研 负责 在研 结题 七、项目研究组成人员的基本情况
年单位 姓 名 龄 四川理工学院 四川理工学院 四川理工学院 四川理工学院 四川理工学院 四川理工学院 四川理工学院 四川理工学院
职 称 副教授 教授 教授 副教授 讲师 助教 讲师 学 现从事专业 位 博士 学士 学士 硕士 硕士 硕士 硕士 研究生 15
分工 签字 黄丹平 43 田建平 48 胡勇 55 测控 机电 机电 机电 力学 测控 测控 测控 总体设计 机器人结构设计 数据处理与分析 程序编写 数据分析 机器视觉 硬件制作 硬件制作 张良栋 38 付磊 34 韩采芹 27 高祥 霍沛 27 28