המחברים רוצה לבטא את מר Yaojie הוא תודתם על עזרתו ביצוע הניסויים דיווח בעיתון הזה. עבודה זו נתמך בחלקה על ידי נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (מספר 61673117).

1-בניית המכונה <ol><li>להרכיב המארז כמופיע, אבטחת רכיבים מכניים באמצעות מהדקים המתאים. ( איור 1) 
	הערה: המארז, המהווה את בסיס, מנוע, גלגלים, וכו ', הוא המרכיב העיקרי של הרובוט אחראי בתנועה. לפיכך, במהלך ההרכבה, שמור את הכן ישר.</li>
	<li>בדיל החוט המוביל, בשתי האלקטרודות חיוביים ושליליים. הלחמה חוט שני מוביל אל שני הקצוות של המנוע, חיבור קצה החוט האדום את האלקטרודה החיובית שחור להוביל האלקטרודה השלילית.</li>
	<li>להרכיב את שרוול הפיר, את המנועים ואת הגלגלים.
	<ol><li>להתחבר המנוע שרוול הפיר ואבטח אותו בעזרת בורג.</li>
		<li>להוסיף את שרוול הפיר לתוך המרכז של ה-hub הגלגל.</li>
		<li>להתקין את המבנה הושלמה על המארז.</li>
	</ol></li> <li>לקדוח 2 חורים, 3 מ מ קוטר, במרכז של המארז, כדי לאפשר את התקנת המנוע נהיגה מודול. להתחבר המנוע המנוע נהיגה מודול.</li>
	<li>תרגיל אחד חור 1 ס מ משולי שני ימינה ושמאלה המארז עבור ההתקנה של הסוגריים החיישנים אינפרא-אדום בתחתית.</li>
	<li>להתקין שני מחברים במרכז משני צדי המארז. 
	הערה: כדי להבטיח פעולה רגילה של החיישן אינפרא-אדום, ודא כי החלק המקשר הוא בניצב המארז.</li>
	<li>לקדוח חור, 18 מ מ קוטר, דרך כל של שני הרכיבים המבניים עבור ההתקנה של חיישנים. ( איור 2 א)</li>
	<li>להתקין את הכונן מנוע בצד התחתון של המארז. ( איור 2B) התקנת חיישן אינפרה אדום אחד הצבעה בכל ארבעת הכיוונים, בהתאמה, של המארז. ( איור 2C)</li>
	<li>להתקין את ההילוכים סימטריה. בגלל מומנט גדול שנוצר על ידי פעולת ההילוכים, להבטיח כי המנעולים מותקנים באופן המספק ג'וינט חסין ומוצק.</li>
	<li>להתקין ארבעה חיישני אינפרא-אדום על המרכז של מכונת.</li>
	<li>המקום 14.8 V ספק במרכז המכונה כוח, ולהצמיד מיקרו יחידה (MCU) כדי מארז הסוללה.</li>
	<li>מוספית ארבעה חיישני טווח בחלק העליון של המכונה. להתאים את הזווית בין כל חיישן הקרקע עד 60 ° צלזיוס, כדי להבטיח דיוק הזיהוי ביחס לשולחן העבודה.</li>
	<li>להתקין את חיישן הטיה כפול-ציר, אשר משמש כדי לזהות את המקרים כאשר המכונה לא יצליח להשיג את המטרה שלו באזור העבודה.</li>
	<li>השתמש במברג כדי לצרף את זרוע רובוטית הקדמי של המכונה. ( איור 3)</li>
</ol> 2. איתור באגים את המנוע היגוי ואת הנהג מודול <ol><li>פעמיים כדי לפתוח את התוכנה לאיתור באגים (למשל, רובוט Servo. Terminal2010). לחבר מחשב לוח debug עם אפיק טורי אוניברסלי (USB) המרת בכבלים. ( איור 4)</li>
	<li>קבע מנגנון ההיגוי &#39; s קצב השידור 9600 סיביות בשנייה, המגבלה קצב ראד 521/min, המגבלה זוויתי מגבלה 300° ומתח 9.6 V בממשק העבודה של.</li>
	<li>להגדיר את מצב העבודה של הרובוט ההילוכים כדי &#34; מצב מנגנון ההיגוי. &#34;</li>
	<li>להחיל תקשורת דו-סטרית למחצה אסינכרונית כחיבור בין בקר מנועים ההיגוי. בדרך זו, הבקר יכול לשלוט יותר מ- 255 מנועי ההיגוי מתוך ממשק יחיד מקלט/משדר אסינכרוני אוניברסלי (UART). ( איור 5) 
	שים לב: ייתכן, לכל היותר, 6 היגוי מנועי מחוברת לחוט יחיד. מנועי ההיגוי מדי תוביל להתחממות יתר גדולה מתח ושחרר, וכתוצאה מכך התנהגות יוצאי דופן כגון איפוס ולא תקינה-תקשורת נתונים, וכו ' ( איור 6)</li> <li>להחיל אסינכרוני חצי דופלקס תקשורת כמו הקשר בין הבקר המנוע נהיגה מודול. ( איור 7)</li>
	<li>להגדיר מספר מזהה של המודולים נהיגה שני ואת המנגנונים ההיגוי ארבע. ID3, ID4 יישארו ריקות למטרות עדכון בעתיד. ( איור 8) 
	הערה: ID1: שמאלה נהיגה מודול; ID2: נהיגה rightward מודול; ID5: שמאל מול מנוע ההיגוי; ID6: נכון מול מנוע ההיגוי; ID7: השמאלי-אחורי מנוע ההיגוי; ID8: מימין-אחורי מנוע ההגה.</li>
	<li>מפל המנועים היגוי אחת ולהתחבר המפל הבקר.</li>
	<li>להתחבר החיישנים שלהם הממשקים בקר בהתאמה. יצוין כי החיישן של מי מחבר נושא סימן משולש הוא הקרקע (GND). 
	הערה: AD1: קבלה נ"צ פוטואלקטריים על התחתון; AD2: נכון נ"צ פוטואלקטריים על התחתון; AD3: אחורי פוטואלקטריים חיישן אינפרא-אדום על התחתון; AD4: חיישן אינפרה אדום שמאל על התחתון; AD5: מרחק אינפרא-אדום קבלה מדידה חיישן; AD6: נכון אינפרא-אדום מרחק מדידה חיישן; AD7: אחורי אינפרא אדום למדידת חיישן; AD8: מרחק אינפרא-אדום שמאל מדידה חיישן; AD9: שמאל מול אנטי-סתיו חיישן אינפרה אדום פוטואלקטריים; AD10: נכון מול אנטי-סתיו חיישן אינפרה אדום פוטואלקטריים; AD11: מימין-אחורי אנטי-סתיו חיישן אינפרה אדום פוטואלקטריים; AD12: השמאלי-אחורי סתיו אנטי פוטואלקטריים חיישן אינפרא-אדום.</li>
</ol> 3. איתור באגים החיישנים <ol><li>סובב ויסות כפתור על הזנב של החיישן אינפרא-אדום להתאמת הטווח זיהוי של החיישן. כאשר הרובוט ממוקם במרכז השולחן עבודה, רמת לוגיקה של חיישנים אינפרא-אדום 4 העליון הוא 1. המכונה נע לקצה השולחן עבודה, רמת לוגיקה של חיישן אינפרה אדום בצד המתאים יהיה 0. ( איור 9 א) 
	הערה: הרובוט יכול לקבוע את מיקומו בטבלה עבודה על-ידי ניתוח הרמה לוגיקה של חיישנים אינפרא-אדום. לדוגמה, אם רמות הלוגיקה של החיישן הקדמי ושמאלה 0, הרובוט חייב להיות באזור השמאלי-העליון של השולחן עבודה.</li>
	<li>השווה את הערכים מדוד את חיישן המרחק לערכיהם בסיסית לצורך כיול. ( איור 9B) 
	הערה: חיישן המרחק הוא חיישן אנלוגי. כמו המרחק משתנה, החיישן &#39; משוב חוזק האות s, המתאים נמדד הערכים ישתנו גם. הערכים נמדד ינתנו למחשב המארח דרך חיישנים דיגיטליים כך שהרובוט יכול לזהות שינויים בסביבתו.</li>
	<li>באגים את חיישן זווית הטיה.
	<ol><li>למקם את חיישן זווית הטייה אופקית ולהקליט את ערכיה נמדד.</li>
		<li>שיפוע החיישן לעבר משני כיוונים שונים ולהקליט את ערכיה נמדד. אם הערכים שנמדד בטווח השגיאה, החיישן יכולות להיחשב כבלתי בפעילות רגילה.</li>
	</ol></li></ol> 4. לשלוט ערכת <ol><li>לבנות מודל סימולציה של מנוע DC, בהתבסס על DC המתח motor איזון המשוואה, השטף הצמדה משוואת מומנט איזון המשוואה.
	<ol><li>צור מתח איזון המשוואה שניתנו על ידי <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq1.jpg" /> כאשר u d הוא מתח ישיר הציר, u q הוא מתח ציר quadrature. R d ו- R q מציינות ציר ישיר התנגדות והתנגדות ציר quadrature בהתאמה. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq2.jpg" />, <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq3.jpg" />, <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq4.jpg" />, <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq5.jpg" /> , מייצגים את ציר ישיר הנוכחי, לכוון הציר הנוכחי, ישיר ציר השטף, שטף ציר quadrature.</li>
		<li>צור שטף שניתנו על ידי משוואת הצמדה < imglt = "משוואת-6" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq6.jpg" / > איפה <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq7.jpg" /> ו <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq8.jpg" /> מציינות את המקדם של ישיר self-inductance ציר, ציר quadrature self-inductance בהתאמה. <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq9.jpg" /> ו- <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq10.jpg" /> הם מקדם של השראות הדדית. <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq11.jpg" />, <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq12.jpg" /> מייצגים מומנט כוח מומנט ו'טען אלקטרומגנטית-</li>
		<li>צור מומנט איזון המשוואה המחושב על-ידי <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq13.jpg" />.</li>
		דגם <li>לבנות סימולציה של מנוע DC. ( איור 10)</li>
	</ol></li> <li>להחיל לולאה סגורה כפול, השליטה מנוע DC. לנצל את הפלט של וסת מהירות כקלט של הרגולטורים הנוכחי כדי לווסת את המנוע &#39; s מומנט ומעודכנים. 
	הערה: תרשים של מבנה מערכת הרגולציה הנוכחית. ( איור 11) 
	פונקציית ההעברה של PI הרגולטורים הנוכחי מוצג <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq14.jpg" />, איפה <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq15.jpg" /> הוא המקדם פרופורציונלי של המתקן הנוכחי, <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq16.jpg" /> הוא קבוע זמן ההובלה של הרגולטורים הנוכחי. ניתן להשיג על ידי המקדם בקנה מידה <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq17.jpg" />, ואת המקדם נפרד <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq18.jpg" />.
	<ol><li>החל בקרת לולאה סגורה כפול של מנוע DC. ( איור 12)</li>
	</ol></li> <li>להחיל בקרת תנועה ארבע-רבעים של מנוע DC. ( איור 13)
	מעגל <ol><li>לנצל H-bridge נהיגה להשיג ארבע-רביע תנועה של מנוע DC להתכוונן ב- off של מתכת-מוליך-למחצה שדה-אפקט טרנזיסטור (MOSFET). ( איור 14) 
		הערה: כאשר Q1 ו- Q4 מופעלים המנוע נמצא במצב חשמלי קדמי, את המשולש הראשון פועלת המדינה. כאשר Q3 ו- Q4 מופעלים, המנוע הוא באנרגיה בלימה את המשולש השני פועל המדינה והמדינה. כאשר Q2, Q3 מופעלים, המנוע הוא המדינה חשמלי הפוך, המדינה תנועה ברבע השלישי. כאשר Q1 ו- Q2, מופעלים, המנוע הוא באנרגיה הפוכה בלימה המדינה והמדינה תנועה ברבע הרביעי.</li>
	</ol></li> <li>להחיל אפנון רוחב פולס (PWM) להסדיר את המהירות של מנוע DC. לווסת את DC מתח דופק רוחב (מחזור) שהוחל armature מנוע על-ידי שליטה ב- off של מתג חשמלי כאשר המתח של כוח מנוע DC אספקת נשאר ללא שינוי במהותו, ובכך להתכוונן הערך הממוצע, את הקלט מהירות סיבוב ארמטורה מתח של המנוע.</li>
</ol> 5. לכתוב את התוכנית <ol><li>להשתמש בשורת ההורדה USB כדי לייבא קובץ בינארי (BIN) שנוצר על ידי KEIL5 לתוך הבקר.</li>
	<li>בחר את התוכנית להורג.</li>
</ol> 6. יישום תרחיש <ol><li>החל זיהוי צבע לסווג את המטען בבית חרושת. ( איור 15)
	<ol><li>להשתמש מצלמה אופטי כדי לאסוף תמונות ולוודא את הצבע סרוקים באמצעות המספר של מערך דו מימדי דילגתי.</li>
		<li>להרים את האובייקט עם זרועות מכניות.</li>
		<li>בפקודה כדי להעביר את האובייקט אל המיקום המיועד שימוש במצלמה ונהיגה מנוע של הרובוט.</li>
	</ol></li> <li>החיפוש במהירות כדי לנקות את האזורים המיועדים לכך. ( באיור 16)
	<ol><li>להשתמש החיישן האופטי ארבע הרובוט כדי לזהות את המיקומים של סביב מכשולים.</li>
		<li>הפקודה מנגנון ההיגוי להרים את האת מכני ולנקות את המכשולים באזורים המיועדים לכך.</li>
		<li>השתמש אלגוריתם גנטי כדי לקבוע את שביל החיפוש היעיל ביותר</li>
	</ol></li> <li>להשתמש זיהוי העצמי כדי למנוע נפילה של עבודה, שעליו מונחים נפרדות עובדים מאזור העבודה מכונת ולהבטיח בטיחות העובדים.
	<ol><li>לשנות אותות בהתבסס על ההבדל בגובה של בין ארבע העליון אופטי החיישנים, אשר מזהה את עבודה, שעליו מונחים ובאדמה.</li>
		<li>לנתח את הסימנים המשתנים כדי לקבוע את המיקום של קצות עבודה, שעליו מונחים.</li>
		<li>פיקוד המכונה כדי למנוע את הקצוות של עבודה, שעליו מונחים.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Charalampous, K., Kostavelis, I., Gasteratos, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robot+navigation+in+large-scale+social+maps:+An+action+recognition+approach.">Robot navigation in large-scale social maps: An action recognition approach.</a> Expert Syst Appl. 66 (1), 261-273 (2016).</li><li>Huang, Y., &amp;Wang, Q. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbance+rejection+of+Central+Pattern+Generator+based+torque-stiffness-controlled+dynamic+walking.">Disturbance rejection of Central Pattern Generator based torque-stiffness-controlled dynamic walking.</a> Neurocomputing. 170 (1), 141-151 (2015).</li><li>Tepljakov, A., Petlenkov, E., Gonzalez, E., Belikov, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Realization+of+Retuning+Fractional-Order+Controllers+for+an+Existing+Closed-Loop+Control+System.">Digital Realization of Retuning Fractional-Order Controllers for an Existing Closed-Loop Control System.</a> J Circuit Syst Comp. 26 (10), 32-38 (2017).</li><li>Siluvaimuthu, C., Chenniyappan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Low-cost+Reconfigurable+Field-programmable+Gate+Array+Based+Three-phase+Shunt+Active+Power+Filter+for+Current+Harmonic+Elimination+and+Power+Factor+Constraints.">A Low-cost Reconfigurable Field-programmable Gate Array Based Three-phase Shunt Active Power Filter for Current Harmonic Elimination and Power Factor Constraints.</a> Electr Pow Compo Sys. 42 (16), 1811-1825 (2014).</li><li>Brogardh, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+and+future+robot+control+development+-+An+industrial+perspective.">Present and future robot control development - An industrial perspective.</a> Annu Rev Control. 31 (1), 69-79 (2007).</li><li>Wang, E., Huang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+DoubleClosed+Loops+Control+of+the+Three-phase+Voltage-sourced+PWM+Rectifier.">A Novel DoubleClosed Loops Control of the Three-phase Voltage-sourced PWM Rectifier.</a> Proceedings of the CSEE. 32 (15), 24-30 (2012).</li><li>Li, D. H., Chen, Z. X., Zhai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+Closed-Loop+Controller+Design+of+Brushless+DC+Torque+Motor+Based+on+RBF+Neural+Network.">Double Closed-Loop Controller Design of Brushless DC Torque Motor Based on RBF Neural Network.</a> , 1351-1356 (2012).</li><li>Tian, H. X., Jiang, P. L., Sun, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double-Loop+DCSpeed+Regulation+System+Design+Basd+On+OCC).">Double-Loop DCSpeed Regulation System Design Basd On OCC).</a> , 889-890 (2014).</li><li>Xu, G. Y., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+Closed-Loop+Feedback+Controller+Design+for+Micro+Indoor+Smart+Autonomous+Robot).">Double Closed-Loop Feedback Controller Design for Micro Indoor Smart Autonomous Robot).</a> , 474-479 (2011).</li><li>Chen, Y. N., Xie, B., Mao, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+Tractor+Motor+Drive+Control+Based+on+FPGA.">Electric Tractor Motor Drive Control Based on FPGA.</a> , 271-276 (2016).</li><li>Zhang, J., Zhou, Y. J., Zhao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+Four-quadrant+Operation+of+Brushless+DC+Motor+Control+Method.">Study on Four-quadrant Operation of Brushless DC Motor Control Method.</a> Proc. International Conference on Mechatronics, Robotics and Automation. (ICMRA 2013). , 1363-1368 (2013).</li><li>Joice, C. S., Paranjothi, S. R., Kumar, V. J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Control+Strategy+for+Four+Quadrant+Operation+of+Three+Phase+BLDC+Motor+With+Load+Variations.">Digital Control Strategy for Four Quadrant Operation of Three Phase BLDC Motor With Load Variations.</a> Ieee T Ind Inform. 9 (2), 974-982 (2013).</li><li>Drumheller, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+Decision+Making+Algorithm+for+Managed+Aquifer+Recharge+and+Recovery+Operation+Using+Near+Real-Time+Data:+Benchtop+Scale+Laboratory+Demonstration.">Optimal Decision Making Algorithm for Managed Aquifer Recharge and Recovery Operation Using Near Real-Time Data: Benchtop Scale Laboratory Demonstration.</a> Ground Water Monit R. 37 (1), 27-41 (2017).</li><li>Wang, X. S., GAO, Y., Cheng, Y. H., Ma, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knowledge-guided+genetic+algorithm+for+path+planning+of+robot.">Knowledge-guided genetic algorithm for path planning of robot.</a> Control Decis. 24 (7), 1043-1049 (2009).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

בנייר זה, תיכננו סוג של רובוט אינטליגנטי יכול להיות בנוי באופן עצמאי. אנחנו ליישם אלגוריתם חיפוש אינטליגנטי המוצע והכרה אוטונומית על ידי שילוב של מספר תוכנות עם חומרה. בפרוטוקול, הצגנו גישות בסיסיות לקביעת התצורה של החומרה, באגים הרובוט אינטליגנטי, אשר עשוי לסייע למשתמשים לעצב מבנה מכני מתאים של הרובוט שלהם. עם זאת, במהלך המבצע בפועל, יש צורך לשים לב ליציבות המבנה, מגוון הניתוחים, דרגת חופש, ניצול שטח, כדי להבטיח כי הפרמטרים האלה עומדים בדרישות. מבנה מכני סביר מבטיחה דיוק גבוהה, גמישות גבוהה ועמידות גבוהה של הרובוט. כדי לעצב מבנים מכניים מורכבים, המשתמש ניתן לשלב תוכנה כמו אדמס לבנות מודל סימולציה ולהחיל שטנץ וירטואלי הטכנולוגיה. הדבר עשוי לאפשר אותם לא לכלול אפשרויות לא לספק את הדרישות הטכניות או אפשרויות שאינן מכנית ריאלי.
בעיה אפשרית אחת היא חוסר היכולת של הרובוט להשיג באופן מדויק את תפקידיה הרצוי. זה עשוי לנבוע בעיקר שני גורמים. הראשון הוא חוסר היכולת של החיישנים כדי לעמוד בדרישות. לדוגמה, במהלך הבדיקה הראשונה, רובוט ניקוי במחקר זה היתה אפשרות לדחוף את המכשולים בהצלחה אל מחוץ לאזור העבודה. זה היה בגלל הטווח של חיישן אינפרה אדום על הציוד היה במידת מה לצמצם, שאומר כי הרובוט לא להשיג את האצת כנדרש כאשר זה זיהה מכשול. בעיה זו יכולה להיפתר על ידי הגדלת טווח זיהוי חיישן אינפרה אדום. לטיפול בבעיות אלה, רמה נוספת של איתור באגים של החיישן עשוי להיות נחוץ, בהתבסס על מצב או יישום. השנייה היא חוסר היכולת של המנוע שנבחר לפגוש את הדרישה ביצועים. בעת בחירת מנוע, יש להעניק עדיפות מנוע עם ביצועים המוצא מתאימים, היציבות התפעולית, רעש נמוך בתוך התקציב.
כדי להתחיל בתכנון וייצור של רובוט חדש, הפרמטרים עבור ערכת תצורה ידנית יש להגדיר כדי לשלוט באופן הפעולה של הרובוט, כך זה עשוי להתאים הדרישות של משימה חדשה. בו זמנית, כל התהליכים חייב לבצע את השלבים שהוצגו בפרוטוקול. יתרון של העיצוב המודולרי של הרובוט טמון שלה חלוקה ברורה של עבודה, המאפשר לה להיות מפותח באמצעות שיתוף פעולה של מהנדסים שונים. מהנדסי מכונות עיצוב המבנה של החומרה, מהנדסי חשמל עיצוב האסטרטגיה השליטה המוטורית, מהנדסים פקדי עיצוב מאלגוריתם החיפוש. לכן, העבודה של כל מודול ניתן לפתח באופן עצמאי לביצוע משימה ספציפית. אנו מספקים ערכת עיצוב בסיסי עבור כל מודול, כדי לסייע למשתמשים לחפש ערכת אופטימלית עבור יישום מסוים.
הטווח של יישומים אפשריים תתרחב משמעותית כמו רובוט אינטליגנטי טכנולוגיה מבשיל. זה יוכיח להיות משאב שלא יסולא בפז ליחידים בתחומים של פיתוח האוקיינוס, חקר החלל, ייצור תעשייתי, חקלאי, החברתיים, ומקומות בילוי, שם כמה. טכנולוגיה זו יחליף בהדרגה את בני האדם בסביבות עבודה מסוכן, לא היגייני. רובוטים חכמים ימשיך לפתח כלפי רובוט מרובה לשיתוף פעולה, כיוון ברשת ואינטליגנטית.

. רובוטים הם מכונות מורכבות, אינטליגנטי, המשלבים ידע של מספר דיסציפלינות, כולל מכניקה, אלקטרוניקה, בקרה, מחשבים, חיישנים, בינה מלאכותית 1,2. יותר ויותר, רובוטים הם סיוע או אפילו החלפת בני אדם במקום העבודה, במיוחד בייצור התעשייתי, בשל היתרונות רובוטים בעלי בביצוע משימות חוזרות או מסוכן. העיצוב של פרוטוקול רובוט אינטליגנטי במחקר הנוכחי מבוסס על אסטרטגיה בקרת לולאה סגורה, במיוחד נתיב תכנון מבוסס על אלגוריתם גנטי. יתר על כן, מודולים פונקציונליים כבר בקפדנות חצויה3,4, אשר עשוי לספק בסיס מוצק לעבודה אופטימיזציה בעתיד, כך הרובוטים יש יכולת חזקה עבור שדרוגים.
מימוש פלטפורמה רובוטית מודולרי מתבסס בעיקר על השיטות הבאות: שילוב רב ממדית אסטרטגית הבקרה השליטה המוטורית מודול5,6, וחקירה חכם מבוסס על אלגוריתם גנטי במודול אלגוריתם אופטימיזציה.
אנו משתמשים כפול בקרת לולאה סגורה של מנוע DC, פעולת מנוע ארבע-רביע במודול השליטה המוטורית. בקרת מהירות כפולה לולאה סגורה פירושה כי הפלט של וסת מהירות משמש הקלט של הרגולטורים הנוכחי, ומאפשרת לשלוט זרם מומנט המנוע. היתרון של שיטה זו הוא כי מומנט המנוע ניתן לשלוט בזמן אמת בהתבסס על ההבדל בין מהירות נתונה המהירות בפועל. כאשר ההבדל בין נתון בפועל המהירויות הוא יחסית גדול, מגביר מומנט המנוע ומהירות המהירות משתנה מהר יותר לנהוג את מהירות המנוע כלפי הערך נתון מהר ככל האפשר, מה שהופך עבור מהירה בתקנה7, 8 , 9. לעומת זאת, כאשר המהירות יחסית קרוב לערך נתון, זה יכול לצמצם אוטומטית את מומנט המנוע כדי להימנע מהירות מופרזת, המאפשר את המהירות להשיג את הערך הנתון יחסית מהר עם שגיאה6, 10. מאז הפעם שוות ערך קבוע של הלולאה הנוכחי חשמלי הוא קטן יחסית, מנוע ארבע-רביע11,12 יכול להגיב מהר יותר כדי לדכא את ההשפעה של הפרעות כאשר המערכת כפופים הפרעה חיצונית. זה מאפשר לו לשפר את יציבות נגד שיבוש היכולת של המערכת.
אנו בוחרים את אלגוריתם גנטי אופטימיזציה חכמה עם היעילות הגבוהה ביותר בהתבסס על התוצאות של סימולציה להפעיל ב- MATLAB. אלגוריתם גנטי הוא אלגוריתם חיפוש מקביל סטוכסטי מבוסס על התיאוריה של הברירה הטבעית בגנטיקה. היא מהווה שיטה יעילה למציאת הפתרון המיטבי גלובלית, בהעדר כל מידע ראשוני. זה רואה קבוצת הפתרונות לבעיית אוכלוסיה, ובכך מגדיל את איכות הפתרון באמצעות בחירה רציפה, מוצלב, מוטציה, פעולות גנטיות אחרות. לגבי דרך תכנונו חכמה רובוטים, הקושי עולה כתוצאה אין מספיק מידע ראשוני, סביבות מורכבות ו- nonlinearity. אלגוריתמים גנטיים טובים מסוגלים לפתור את הבעיה של נתיב תכנון בשל היכולת הכללית אופטימיזציה, הסתגלות חזקות ועמידות בפתרון בעיות לא-ליניאריות; אין הגבלות מסוימות על הבעיה; תהליך החישוב היא פשוטה; ויש דרישות מיוחדות חיפוש מקום 13,14.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L1-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L2-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L3-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L4-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L5-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>L5-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>U3J</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>I3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>I5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>I7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>structural parts</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>CGJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LM4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>link component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>LX4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steering gear structure component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>KD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steering gear structure component</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>DP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared sensor</td>
			<td>UPTECMONYH HAR</td>
			<td>E18-B0</td>
			<td>Digital sensor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared&#160;Range&#160;Finder</td>
			<td>SHARP</td>
			<td>GP2D12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gray level sensor</td>
			<td>SHARP</td>
			<td>GP2Y0A02YK0F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>proMOTION&#160;CDS</td>
			<td>SHARP</td>
			<td>CDS&#160;5516</td>
			<td>The robot steering gear</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motor drive module</td>
			<td>Risym</td>
			<td>HG7881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>solder wire</td>
			<td>ELECALL</td>
			<td>63A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>terminal</td>
			<td>Bright wire</td>
			<td>5264</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>motor</td>
			<td>BX motor</td>
			<td>60JX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>C270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drilling machine</td>
			<td>XIN XIANG</td>
			<td>16MM</td>
			<td>Please be careful</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering station</td>
			<td>YIHUA</td>
			<td>8786D</td>
			<td>Be&#160;careful&#160;to&#160;be&#160;burn</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>screwdriver</td>
			<td>EXPLOIT</td>
			<td>043003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>R`DEER</td>
			<td>RST-12</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the modular design and production of an intelligent robot based on a closed-loop control strategy

רובוטים חכמים הם חלק של דור חדש של רובוטים כי הם מסוגלים לחוש את הסביבה, תכנון הפעולות שלהם, בסופו של דבר להגיע ליעדם. בשנים האחרונות, הסתמכות על רובוטים הן בחיי היומיום והן בתעשייה גדל. הפרוטוקול המוצע במאמר זה מתאר עיצוב וייצור של רובוט טיפול עם אלגוריתם חיפוש חכם, פונקצית זיהוי אוטונומית.
קודם כל, המודולים עבודה שונים הם ומארזים להשלמת הבנייה של פלטפורמת עבודה והתקנת manipulator רובוטית. לאחר מכן, אנחנו עיצוב מערכת בקרת לולאה סגורה, אסטרטגיה השליטה המוטורית ארבעה-רביע, בסיועם של איתור באגים בתוכנה, כמו גם להגדיר זהות ההילוכים (ID), קצב השידור ופרמטרים אחרים לעבוד כדי להבטיח כי הרובוט משיגה את הדינמיקה הרצוי ביצועים וצריכת אנרגיה נמוכה. בשלב הבא, אנחנו באגים החיישן כדי להשיג היתוך רב לרכוש באופן מדויק מידע על איכות הסביבה. לבסוף, אנו מיישמים את האלגוריתם רלוונטיים, אשר יכול לזהות את ההצלחה של הפונקציה של הרובוט עבור יישום נתון.
היתרון של גישה זו הוא האמינות שלה ועל גמישות, ככל המשתמשים יכול לפתח מגוון רחב של תוכניות בנייה חומרה לנצל את מאתר הבאגים מקיף ליישם את אסטרטגיית שליטה חכמה. זה מאפשר למשתמשים להגדיר דרישות אישית בהתבסס על הצרכים שלהם עם יעילות גבוהה ועמידות.

בדיאגרמה של התוכנית בקרת תנועה כפולה לולאה סגורה, הסגול מייצג אות במהירות נתונה, הצהוב מייצג את הערך של הפלט מערכת הבקרה. איור 17 מראה בבירור כי מערכת בקרת לולאה סגורה זוגי הוא באופן משמעותי יעיל יותר מאשר מערכת לולאה פתוחה. להחטיא בפועל של הפלט במערכת לולאה סגורה זוגי הוא קטן יחסית והוא הביצועים דינמי של המערכת טובה יותר. ( איור 17)
איור 18 מראה של הרובוט הדיוק של זיהוי צבע תחת השפעת האור משתקף באורכי גל שונים. בפועל, בשל תנאי תאורה שונים, אורך הגל האור משתקף של אובייקט היעד משתנים בתוך טווח מסוים. כדי לבחון את הדיוק של זיהוי של המכונה, מבחן מתנהל בטווח של אורכי הגל של האור הצהוב (565-595 nm) ואור אדום (nm 625-740). אם הערך המוחזר על-ידי המצלמה הוא 1, ההכרה צבע הוא מדויק. בטווח של 585-593 ננומטר, שיעור הדיוק בזיהוי אור צהוב של המצלמה חורג 90%, בעוד שיעור מחוץ לטווח פוחת במהירות. באופן דומה, בתוך הטווח nm 660-700, שיעור הדיוק בזיהוי באור אדום חורג 90%, בעוד שיעור מחוץ לטווח פוחת במהירות. תוצאות הבדיקה מדגימים, תחת תאורה מתאימה, משיגה הרובוט זיהוי צבע עם שוליים קטן של שגיאה. ( איור 18)
איור 19 ממחיש את הקשר בין דיוק הזיהוי של המצלמה צבע ואת המרחק. הדיוק של זיהוי הפוך הוא מתואם עם המרחק. כמופיע בתוצאות הניסוי, כאשר המרחק הוא בין 0-30 ס מ, הדיוק בזיהוי צבע המצלמה גדול מ- 80%. התוצאות מדגימים כי תוכנית זו יש כלי חזק. ( איור 19)
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig1.jpg"> 
איור 1 : בנייה של המארז. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig2.jpg"> 
איור 2 : התקנה של חיישנים אינפרא-אדום. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig3.jpg"> 
איור 3 : ההשפעה של ההתקנה. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig4.jpg"> 
איור 4 : מסך העבודה לאיתור באגים. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig5.jpg"> 
איור 5 : החיבור של הרובוט ההילוכים. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig6.jpg"> 
איור 6 : עקרונות חיבור חשמל. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig7.jpg"> 
איור 7 : עקרונות חיבור חשמל. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig8.jpg"> 
איור 8 : להגדיר מספר זיהוי. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig9.jpg"> 
איור 9 : שני חיישנים. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig10.jpg"> 
איור 10 : מודל סימולציה של מנוע DC. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig11.jpg"> 
איור 11 : מערכת הרגולציה הנוכחית. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig11large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 12" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig12.jpg"> 
איור 12 : מודל סימולציה של בקרת לולאה סגורה כפול. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig12large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 13" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig13.jpg"> 
איור 13 :רונג > תרשים 4-רביע הפעולה של המנוע. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig13large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 14" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig14.jpg"> 
איור 14 : H-bridge במעגל. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig14large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 15" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig15.jpg"> 
איור 15 : זרימת העבודה של זיהוי צבע. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig15large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 16" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig16.jpg"> 
איור 16 : זרימת העבודה של חיפוש מהיר. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig16large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 17" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig17.jpg"> 
איור 17 : דיאגרמה Simulink. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig17large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 18" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig18.jpg"> 
איור 18 : הדיוק של זיהוי צבע תחת השפעת האור משתקף באורכי גל שונים. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig18large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 19" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56422/56422fig19.jpg"> 
איור 19 : הקשר בין המרחק הדיוק של זיהוי צבע של המצלמה. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56422/56422fig19large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy at JoVE.com

The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

אנו מציגים את פרוטוקול על עיצוב מודולרי, ייצור רובוטים חכמים לעובדים מדעיים וטכניים עיצוב חכם רובוטים במשימות הפקה מיוחדת המבוססת על הצרכים האישיים פרטנית עיצוב.

עיצוב מודולרי וייצור של רובוט חכם המבוסס על אסטרטגיה בקרת לולאה סגורה

Intelligent robots are part of a new generation of robots that are able to sense the surrounding environment, plan their own actions and eventually reach ...

the-modular-design-production-an-intelligent-robot-based-on-closed

Nanyang Technological University

Education

Research

JoVE Core

JoVE Journal

Engineering

Mechanical Engineering

Physics

Electrical Engineering

Unit 1

Inductance

Equilibrium of a Rigid Body

Design of Control Systems

SCIENTISTS IN ACTION

11.5K Views.  Chinese Academy of Sciences. אנו מציגים את פרוטוקול על עיצוב מודולרי, ייצור רובוטים חכמים לעובדים מדעיים וטכניים עיצוב חכם רובוטים במשימות הפקה מיוחדת המבוססת על הצרכים האישיים פרטנית עיצוב.

Video: The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

Atom Probe Tomography Studies on the Cu(In,Ga)Se2 Grain Boundaries

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the nanoscale and in three dimensions. Indeed, APT possesses high sensitivity (in the order of ppm) and high spatial resolution (sub nm).
Considerable efforts were done here to prepare an APT tip which contains the desired grain boundary with a known structure. Indeed, site-specific sample preparation using combined focused-ion-beam, electron backscatter diffraction, and transmission electron microscopy is presented in this work. This method allows selected grain boundaries with a known structure and location in Cu(In,Ga)Se2 thin-films to be studied by atom probe tomography.
Finally, we discuss the advantages and drawbacks of using the atom probe tomography technique to study the grain boundaries in Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells.

Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries

In this work, we describe the use of the atom-probe tomography technique for studying the grain boundaries of the absorber layer in a CIGS solar cell. A novel approach to prepare the atom probe tips containing the desired grain boundary with a known structure is also presented here.

Atom לימודי Probe טומוגרפיה על Cu (ב, GA) Se<sub&gt; 2</sub&gt; גבולות גרעין

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the ...

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many cases validated experimentally, for light weight or impact energy absorbing structures, as high surface area heat exchangers or electrodes, as implants to the body, and many more. Although great progress has been made in understanding their structure-properties relationships, the large number of different processing techniques, each producing material with different characteristics and structure, means that understanding of the individual effects of all aspects of structure is not complete. The replication process, where molten metal is infiltrated between grains of a removable preform material, allows a markedly high degree of control and has been used to good effect to elucidate some of these relationships. Nevertheless, the process has many steps that are dependent on individual &#8220;know-how&#8221;, and this paper aims to provide a detailed description of all stages of one embodiment of this processing method, using materials and equipment that would be relatively easy to set up in a research environment. The goal of this protocol and its variants is to produce metal foams in an effective and simple way, giving the possibility to tailor the outcome of the samples by modifying certain steps within the process. By following this, open cell aluminum foams with pore sizes of 1&#8211;2.36 mm diameter and 61% to 77% porosity can be obtained.

Replication is one of the processing techniques used for the production of porous metal sponges. In this paper one implementation of the method for the production of open celled porous aluminum is shown in detail.

יציקת פרוטוקולים לייצור תא הפתוח קצף אלומיניום על ידי טכניקת השכפול והשפעת על נקבוביות

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

SSVEP-based Experimental Procedure for Brain-Robot Interaction with Humanoid Robots

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in helping the disabled in their daily lives. The overall goal of our method is to establish an SSVEP-based experimental procedure by integrating multiple software programs, such as OpenViBE, Choregraph, and Central software as well as user developed programs written in C++ and MATLAB, to enable the study of brain-robot interaction with humanoid robots.
This is achieved by first placing EEG electrodes on a human subject to measure the brain responses through an EEG data acquisition system. A user interface is used to elicit SSVEP responses and to display video feedback in the closed-loop control experiments. The second step is to record the EEG signals of first-time subjects, to analyze their SSVEP features offline, and to train the classifier for each subject. Next, the Online Signal Processor and the Robot Controller are configured for the online control of a humanoid robot. As the final step, the subject completes three specific closed-loop control experiments within different environments to evaluate the brain-robot interaction performance.
The advantage of this approach is its reliability and flexibility because it is developed by integrating multiple software programs. The results show that using this approach, the subject is capable of interacting with the humanoid robot via brain signals. This allows the mind-controlled humanoid robot to perform typical tasks that are popular in robotic research and are helpful in assisting the disabled.

The overall goal of this method is to establish an SSVEP-based experimental procedure by integrating multiple software programs to enable the study of brain-robot interaction with humanoid robots, which is prospective in assisting the sick and elderly as well as performing unsanitary or dangerous jobs.

SSVEP מבוסס נוהל ניסיון לאינטראקצית המוח-רובוט עם רובוטים דמויים אדם

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in ...

Morphology Control for Fully Printable Organic&#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting material. However, fullerene derivatives are air-sensitive; therefore, air-stable material is needed as an alternative. In the present study, we propose and describe the properties of Ti-alkoxide as an alternative electron-accepting material to fullerene derivatives to create highly air-stable BHJ solar cells. It is well-known that controlling the morphology in the photoactive layer, which is constructed with fullerene derivatives as the electron acceptor, is important for obtaining a high overall efficiency through the solvent method. The conventional solvent method is useful for high-solubility materials, such as fullerene derivatives. However, for Ti-alkoxides, the conventional solvent method is insufficient, because they only dissolve in specific solvents. Here, we demonstrate a new approach to morphology control that uses the molecular bulkiness of Ti-alkoxides without the conventional solvent method. That is, this method is one approach to obtain highly efficient, air-stable, organic-inorganic bulk-heterojunction solar cells.

A method for fully printable, fullerene-free, highly air-stable, bulk-heterojunction solar cells based on Ti alkoxides as the electron acceptor and the electron-donating polymer fabrication is described here. Moreover, a method for controlling the morphology of the photoactive layer through the molecular bulkiness of the Ti-alkoxide units is reported.

בקרת מורפולוגיה עבור תאים סולריים מילוי heterojunction אורגני-אורגניים להדפסה מלא מבוסס על מולקולה פולימרית Ti-alkoxide ו מוליכים למחצה

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting ...

Predicting Catalyst Extrudate Breakage Based on the Modulus of Rupture

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a fixed bed are important phenomena in catalyst technology. The mechanical strength of the catalyst is measured here by its bending strength or flexural strength. This technique is relatively new from the perspective of applying it to commercial catalysts of typical sizes used in the industry. Catalyst breakage by collision against a surface is measured after a fall of the extrudates through the ambient air in a vertical pipe. Quantifying the impact force is done theoretically by applying Newton's second law. Measurement of catalyst breakage due to stress in a fixed bed is done following the standard procedure of the bulk crush strength test. Novel here is the focus on measuring the reduction in the length to diameter ratio of the extrudates as a function of the stress.

Here we present a protocol to measure the modulus of rupture of an extruded catalyst and the breakage of said catalyst extrudates by collision against a surface or by compression in a fixed bed.

שבירה Extrudate זרז נבואה על סמך המודולוס של קרע

The mechanical strength of extruded catalysts and their natural or forced breakage by either collision against a surface or by a compressive load in a ...

A 100 KW Class Applied-field Magnetoplasmadynamic Thruster

Applied-field magnetoplasmadynamic thrusters (AF-MPD thrusters) are hybrid accelerators in which electromagnetic and gas dynamic processes accelerate plasma to high speed; they have considerable potential for future space applications with the significant advantages of high specific impulse and thrust density. In this paper, we present a series of protocols for designing and manufacturing a 100 kW class of AF-MPD thruster with water-cooling structures, a 130 V maximum discharge voltage, a 800 A maximum discharge current, and a 0.25 T maximum strength of magnetic field. A hollow tantalum tungsten cathode acts as the only propellant inlet to inhibit the radial discharge, and it is positioned axially at the rear of the anode in order to relieve anode starvation. A cylindrical divergent copper anode is employed to decrease anode power deposition, where the length has been reduced to decrease the wall-plasma connecting area. Experiments utilized a vacuum system that can achieve a working vacuum of 0.01 Pa for a total propellant mass flow rate lower than 40 mg/s and a target thrust stand. The thruster tests were carried out to measure the effects of the working parameters such as propellant flow rates, the discharge current, and the strength of applied magnetic field on the performance and to allow appropriate analysis. The thruster could be operated continuously for significant periods of time with little erosion on the hollow cathode surface. The maximum power of the thruster is 100 kW, and the performance of this water-cooled configuration is comparable with that of thrusters reported in the literature.

The goal of this protocol is to introduce the design of a 100 kW class applied-field magnetoplasmadynamic thruster and relevant experimental methods.

100 קילוואט שיעור חלה-שדה Magnetoplasmadynamic מנוע

Applied-field magnetoplasmadynamic thrusters (AF-MPD thrusters) are hybrid accelerators in which electromagnetic and gas dynamic processes accelerate ...

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the prediction of the components in industrial processes. The ability to record spectra for solid and liquid samples without any pretreatment is advantageous and the method is widely used. However, the disadvantages of analyzing high-dimensional near-infrared spectral data include information redundancy and multicollinearity of the spectral data. Thus, we propose to use partial least squares regression method, which has traditionally been used to reduce the data dimensionality and eliminate the collinearity between the original features. We implement the method for predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether. The proposed approach offers the following advantages over component regression prediction methods: 1) partial least squares regression solves the multicollinearity problem of the independent variables and effectively avoids overfitting, which occurs in a regression analysis due to the high correlation between the independent variables; 2) the use of the near-infrared spectra results in high accuracy because it is a non-destructive and non-polluting method to obtain information at microscopic and molecular scales.

The protocol describes a method of predicting o-cresol concentration during the production of polyphenylene ether using near-infrared spectroscopy and partial least squares regression. To describe the process more clearly and completely, an example of predicting the o-cresol concentration during the production of polyphenylene is used to clarify the steps.

O-cresol ריכוז באינטרנט מדידה מבוסס על הקרוב ספקטרוסקופית אינפרא אדום דרך רגרסיה חלקית לפחות מרובע

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...

Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with slopes of up to 84&#176;. The manufacturing method is valid for the fast pneunet bending actuators in general and might, therefore, be interesting for newcomers to the field of actuator manufacturing. The control of the robot is achieved by means of a pneumatic control box that can provide arbitrary pressures and can be built by only using purchased components, a laser cutter, and a soldering iron. For the walking performance of the robot, the pressure-angle calibration plays a crucial role. Therefore, a semi-automated method for the pressure-angle calibration is presented. At high inclines (&#62; 70&#176;), the robot can no longer reliably fix itself to the walking plane. Therefore, the gait pattern is modified to ensure that the feet can be fixed on the walking plane.

This protocol provides a detailed list of steps to be performed for the manufacturing, control and evaluation of the climbing performance of a gecko-inspired soft robot.

ייצור, בקרה והערכת ביצועים של רובוט רך בהשראת שממית

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with ...

Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage devices. To get high-quality products, however, sophisticated operation skills are required depending on the physical properties of the ink materials. In this regard, optimizing the inkjet printing parameters is as important as developing the physical properties of the ink materials. In this study, optimization of the inkjet printing software parameters is presented for fabricating a supercapacitor. Supercapacitors are attractive energy storage systems because of their high power density, long lifespan, and various applications as power sources. Supercapacitors can be used in the Internet of Things (IoT), smartphones, wearable devices, electrical vehicles (EVs), large energy storage systems, etc. The wide range of applications demands a new method that can fabricate devices in various scales. The inkjet printing method can break through the conventional fixed-size&#160;fabrication method.

This paper provides a technique for manufacturing chip-based supercapacitors using an inkjet printer. Methodologies are described in detail to synthesize inks, adjust software parameters, and analyze the electrochemical results of the manufactured supercapacitor.

שליטה משוכללת במדפסת הזרקת דיו לייצור סופר-קבלים מבוססי שבבים

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage ...

Data Communication Based on MQTT in a Polymer Extrusion Process

This work aims at building a flexible data communication structure for a polymer processing machine by employing a publisher-subscriber based protocol called Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), which is operated over TCP/IP. Even when using conventional equipment, processing data can be measured and recorded by various devices anywhere through an Internet communication. A message-based protocol allows flexible communication that overcomes the shortcomings of the existing server-client protocol. Multiple devices can subscribe to the processing data published by source devices. The proposed method facilitates data communication between multiple publishers and subscribers. This work has implemented a system that publishes data from the equipment and additional sensors to a message broker. The subscribers can monitor and store the process data relayed by the broker. The system has been deployed and run for a film extrusion line to demonstrate the effectiveness.

This work proposes a flexible method for data communication between a film extrusion system and monitoring devices based on a message protocol called Message Queuing Telemetry Transport (MQTT).

תקשורת נתונים המבוססת על MQTT בתהליך שחול פולימרי

This work aims at building a flexible data communication structure for a polymer processing machine by employing a publisher-subscriber based protocol ...