Gli autori vorrebbero esprimere la loro gratitudine al signor Yaojie He per la sua assistenza nell'effettuazione degli esperimenti riferiti in questa carta. Questo lavoro è stato supportato in parte dal National Natural Science Foundation della Cina (No. 61673117).

1. costruzione della macchina <ol><li>montare il telaio come illustrato, protezione dei componenti meccanici mediante appropriati dispositivi di fissaggio. ( Figura 1) 
	Nota: Il telaio, che comprende il battiscopa, motore, ruote, ecc., è il componente principale del robot responsabile del suo movimento. Così, durante il montaggio, mantenere la staffa diritta.</li>
	<li>Tin il filo di piombo ed entrambi gli elettrodi positivi e negativi. Saldatura filo due conduce alle due estremità del motore, collegare il cavetto rosso per l'elettrodo positivo e il cavo nero verso l'elettrodo negativo.</li>
	<li>Montare il manicotto dell'albero, i motori e le ruote.
	<ol><li>Collegare il motore il manicotto dell'albero e fissarlo con una vite.</li>
		<li>Inserire il manicotto dell'albero nel centro del mozzo della ruota.</li>
		<li>Installare la struttura completata sul telaio.</li>
	</ol></li> <li>Due fori, 3 mm di diametro, al centro del telaio, per consentire l'installazione del motore modulo di pilotaggio. Collegare il motore il motore guida modulo.</li>
	<li>1 cm da entrambi i bordi sinistro e destro dello chassis per l'installazione della staffa per i sensori a raggi infrarossi sulla parte inferiore del foro di trapano uno.</li>
	<li>Installare due elementi al centro dei due lati del telaio. 
	Nota: Per garantire il normale funzionamento dei sensori a infrarossi, assicurarsi che il raccordo sia perpendicolare al telaio.</li>
	<li>Foro 18 mm di diametro, attraverso ciascuno dei due componenti strutturali per l'installazione di sensori. ( Figura 2A)</li>
	<li>Installare l'azionamento del motore alla parte inferiore del telaio. ( Figura 2B) Installare un sensore a infrarossi che punta a ciascuna delle quattro direzioni, rispettivamente, del telaio. ( Figura 2)</li>
	<li>Installare il comando dello sterzo in simmetria. A causa della grande coppia di torsione generato dal funzionamento dello sterzo, assicurarsi che i bulloni siano installati in un modo che fornisce un giunto fermo e impervio.</li>
	<li>Installare quattro sensori a infrarossi sul centro della macchina.</li>
	<li>Posto il 14,8 V tensione di alimentazione al centro della macchina e apporre l'unità Microcontroller (MCU) il pacco batterie.</li>
	<li>Apporre quattro sensori a raggio alla parte superiore della macchina. Regolare l'angolo tra ogni sensore e il terreno a 60°, per garantire la precisione di rilevamento relativo alla tabella di lavoro.</li>
	<li>Installare il sensore di inclinazione biassiale, che viene utilizzato per rilevare i casi quando la macchina non riesce a raggiungere il suo obiettivo nell'area di lavoro.</li>
	<li>Utilizzare un cacciavite per fissare il braccio del robot alla parte anteriore della macchina. ( Figura 3)</li>
</ol> 2. Il debug del motore sterzo e modulo Driver <ol><li>fare doppio clic per aprire il debug software (ad es., Robot Servo Terminal2010). Collegare computer alla scheda di debug con un Bus USB (Universal Serial) cavo di conversione. ( Figura 4)</li>
	<li>Impostare il motore di sterzo &#39; s baud rate a 9600 bit/s, la limitazione di velocità a 521 rad/min, la limitazione angolare a 300° e tensione di limitazione a 9.6 V nell'interfaccia lavoro.</li>
	<li>Impostare la modalità di funzionamento dello sterzo per robot &#34; sterzo motore modalità. &#34;</li>
	<li>Applicare comunicazione half-duplex asincrona come la connessione tra il controller e motori dello sterzo. In questo modo, il regolatore può controllare più di 255 motori dello sterzo da un'unica interfaccia Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART). ( Figura 5) 
	Attenzione: Non ci può essere, al massimo, 6 sterzo motori collegati ad un singolo cavo. Troppo molti motori di sterzo porterà a surriscaldamento e grande caduta di tensione, con conseguente comportamento insolito come la comunicazione di dati azzeramento e anormale, ecc ( Figura 6)</li> <li>applicare asincrono in half-duplex comunicazione come la connessione tra il controller e il motore che aziona il modulo. ( Figura 7)</li>
	<li>Impostare il numero di ID di due moduli di guida e i quattro motori dello sterzo. ID3 e ID4 vengono lasciate vuote per scopi di aggiornamento futuri. ( Figura 8) 
	Nota: ID1: leftward guida modulo; ID2: modulo di guida verso destra; ID5: anteriore sinistro motore dello sterzo; ID6: anteriore destro dello sterzo motore; ID7: posteriore sinistro dello sterzo motore; ID8: posteriore destro dello sterzo motore.</li>
	<li>i motori dello sterzo uno a cascata e la cascata di connettersi al controller di.</li>
	<li>Collegare i sensori alla loro interfacce rispettivi controller. Dovrebbe essere notato che il sensore di cui connettore porta un segno triangolare è la massa (GND). 
	Nota: AD1: sensore fotoelettrico infrarosso anteriore sul lato inferiore; AD2: destro sensore fotoelettrico infrarosso sul lato inferiore; AD3: posteriore sensore fotoelettrico infrarosso sul lato inferiore; Ad4: sinistra sensore a infrarossi sulla parte inferiore; AD5: frontale a infrarossi distanza Misurazione sensore; AD6: giusto infrarossi distanza sensore di misurazione; AD7: posteriori infrarossi Misurazione sensore; AD8: sinistra infrarossi distanza Misurazione sensore; AD9: anteriore sinistro anti-caduta sensore fotoelettrico infrarosso; AD10: anteriore destro anti-caduta sensore fotoelettrico infrarosso; AD11: posteriore destro anti-caduta sensore fotoelettrico infrarosso; AD12: sensore fotoelettrico infrarosso anti-caduto posteriore sinistro.</li>
</ol> 3. I sensori di debug <ol><li>ruotare la regolazione manopola sulla coda dei sensori a infrarossi per regolare l'intervallo di rilevazione dei sensori. Quando il robot è posizionato al centro del tavolo, il livello di logica dei quattro sensori a infrarossi superiori è 1. Quando la macchina si muove verso il bordo del tavolo, è necessario che il livello di logica del sensore a infrarossi sul lato corrispondente sarà 0. ( Figura 9A) 
	Nota: Il robot può determinare la posizione della tabella di lavoro analizzando il livello di logica dei sensori a infrarossi. Ad esempio, se i livelli di logica dei sensori anteriori sinistro e sono 0, il robot deve essere della regione superiore sinistro della tabella di lavoro.</li>
	<li>Confrontare i valori misurati del sensore distanza ai loro valori basali per la calibrazione. ( figura 9B) 
	Nota: Il sensore di distanza è un sensore analogico. Come varia la distanza, il sensore &#39; s segnale forza feedback e corrispondente misurato valori variano anche. I valori misurati saranno inoltrati al computer host tramite sensori digitali affinché il robot possa identificare cambiamenti nei suoi dintorni.</li>
	<li>Eseguire il debug il sensore di angolo di inclinazione.
	<ol><li>Posizionare il sensore di angolo di inclinazione orizzontale e registrare i valori misurati.</li>
		<li>Inclinare il sensore verso due direzioni diverse e registrare i valori misurati. Se i valori misurati sono all'interno dell'intervallo di errore, il sensore può essere considerato nel normale esercizio.</li>
	</ol></li></ol> 4. Schema di controllo <ol><li>costrutto del modello di simulazione del motore DC, basata sull'equazione di bilancio di tensione motore DC, flusso sollevatore equazione ed equazione di equilibrio di coppia.
	Equazione di <ol><li>stabilire equilibrio di tensione dato da <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq1.jpg" /> dove u d è tensione asse diretto, u q è tensione asse in quadratura. R d e R q denotano rispettivamente asse diretto resistenza e resistenza di asse in quadratura. <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" /> , rappresentano l'asse diretto corrente, asse corrente continua, diretto flusso di asse e quadratura asse flusso.</li>
		<li>Stabilire flux equazione sollevatore dato da < img unlt = "Equazione 6" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq6.jpg" / > dove <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq7.jpg" /> e <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq8.jpg" /> indicano il coefficiente di telefono auto-induttanza asse e auto-induttanza asse quadratura rispettivamente. <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq9.jpg" /> e <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq10.jpg" /> sono il coefficiente di mutua induttanza. <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq11.jpg" />, <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq12.jpg" /> rappresentano la coppia coppia e carico elettromagnetico.</li>
		<li>Stabilire equazione dell'equilibrio coppia calcolata da <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq13.jpg" />.</li>
		<li>Simulazione di compilazione modello del motore DC. ( Figura 10)</li>
	</ol></li> <li>Applicare il doppio controllo di ciclo chiuso del motore DC. Utilizzare l'output di un regolatore di velocità come input per il regolatore di corrente per regolare il motore &#39; s coppia e corrente. 
	Nota: Il diagramma della struttura del sistema di regolazione corrente. ( Figura 11) 
	La funzione di trasferimento del regolatore PI attuale è indicata come <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq14.jpg" />, dove <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq15.jpg" /> è il coefficiente proporzionale di il regolatore di corrente e <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq16.jpg" /> è la costante di tempo di piombo del regolatore corrente. Può essere ottenuto per il coefficiente di scala <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq17.jpg" /> e il coefficiente integrale <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq18.jpg" />.
	<ol><li>Applica doppio controllo di ciclo chiuso del motore DC. ( Figura 12)</li>
	</ol></li> <li>Applicare controllo del quattro-quadrante movimento del motore DC. ( Figura 13)
	Circuito <ol><li>utilizzano un ponte H di guida per raggiungere quattro-quadrante movimento del motore DC modulando l'on-off del Transistor a effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore (MOSFET). ( Figura 14) 
		Nota: Quando Q1 e Q4 siano accesi e il motore è nello stato elettrico in avanti e il primo quadrante in stato di esecuzione. Quando Q3 e Q4 sono accese, il motore è l'energia di frenata dello stato e il secondo quadrante in stato di esecuzione. Quando Q2 e Q3 sono accese, il motore è nello stato elettrico inverso e il terzo stato di movimento quadrante. Quando Q1 e Q2 sono accese, il motore è nell'energia inversa frenata stato e lo stato di movimento quadrante quarto.</li>
	</ol></li> <li>Applicare la modulazione di larghezza di impulso (PWM) per regolare la velocità del motore DC. Modulano la DC tensione larghezza di impulso (ciclo di dovere) applicata all'armatura motore controllando l'on-off dell'interruttore elettrico quando la tensione di potenza motore DC di alimentazione rimane sostanzialmente invariato, modulando così il valore medio e l'ingresso di velocità di rotazione a tensione di armatura del motore.</li>
</ol> 5. Scrivere il programma <ol><li>utilizzare la riga di scaricare USB per importare un file binario (BIN) generato da KEIL5 nel controller.</li>
	<li>Selezionare il programma da eseguire.</li>
</ol> 6. Scenario di applicazione <ol><li>riconoscimento colore applica per categorizzare il carico in una fabbrica. ( Figura 15)
	<ol><li>Utilizzare una telecamera ottica per raccogliere immagini e verificare il colore digitalizzato utilizzando il numero della matrice bidimensionale rimbalzato.</li>
		<li>Alzare l'oggetto con le braccia meccaniche.</li>
		<li>Eseguire un comando per trasportare l'oggetto nel percorso designato con la fotocamera e l'azionamento del motore del robot.</li>
	</ol></li> <li>Ricerca rapidamente per cancellare le aree designate. ( Figura 16)
	<ol><li>Utilizzare i quattro sensori ottici sul robot per rilevare le posizioni dei circostanti ostacoli.</li>
		<li>Il motore dello sterzo per sollevare la pala meccanica e ostacoli nelle apposite aree di comando.</li>
		<li>Utilizzare l'algoritmo genetico per determinare il percorso di ricerca più efficaci.</li>
	</ol></li> <li>Utilizzare auto-riconoscimento per evitare la caduta dal workbench per separare i lavoratori dall'area di lavoro di macchina e garantire la sicurezza dei lavoratori.
	<ol><li>Modificare i segnali sulla base della differenza di altitudine tra i quattro sensori ottici superiori, che riconoscono il workbench e la terra.</li>
		<li>Analizzare i segnali static per determinare la posizione dei bordi di workbench.</li>
		<li>Comando macchina per evitare i bordi di workbench.</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. 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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

In questa carta, abbiamo progettato un tipo di robot intelligenti che possono essere costruiti in modo autonomo. Abbiamo implementato l'algoritmo di ricerca intelligente proposta e riconoscimento autonoma integrando diversi programmi software con l'hardware. Nel protocollo, abbiamo introdotto approcci di base per la configurazione dell'hardware e il robot intelligente, che può aiutare gli utenti di debug progettare una struttura meccanica adatta i propri robot. Tuttavia, durante il funzionamento effettivo, è necessario...

I robot sono macchine complesse e intelligenti che combinano la conoscenza di diverse discipline, tra cui meccanica, elettronica, controllo, computer, sensori e intelligenza artificiale 1,2. Sempre più, robot sono assistere o sostituendo anche gli esseri umani sul posto di lavoro, specialmente nella produzione industriale, grazie ai vantaggi robot possiedono nell'esecuzione di attività ripetitive o pericolose. Il design del protocollo robot intelligente in questo studio si basa su una strategia di controllo ad anello chiuso, in particolare percorso pianificazione basata su un algoritmo genetico. Inoltre, i moduli funzionali sono state rigorosamente diviso3,4, che possono fornire una solida base per il lavoro di ottimizzazione futuro, così che i robot hanno una forte capacità per gli aggiornamenti.
L'implementazione modulare della piattaforma robotica si basa principalmente sui seguenti metodi: strategia di controllo di combinazione multi-dimensionale in motore controllo modulo5,6e l'esplorazione intelligente basato su un algoritmo genetico nel modulo di algoritmo di ottimizzazione.
Usiamo il doppio controllo a circuito chiuso del motore DC e del funzionamento del motore quattro-quadrante nel modulo di controllo motore. Controllo di velocità ad anello chiuso doppia significa che l'uscita del regolatore velocità serve come input del regolatore corrente, permettendo così di controllare la corrente e la coppia del motore. Il vantaggio di questo sistema è che la coppia del motore può essere controllata in tempo reale basato sulla differenza tra la data velocità e la velocità effettiva. Quando la differenza tra dato ed effettiva velocità è relativamente grande, la coppia del motore aumenta e i cambiamenti di velocità più veloci di guidare più velocemente possibile, la velocità del motore verso il valore dato che rende per una rapida velocità di regolamento7, 8 , 9. al contrario, quando la velocità è relativamente vicino al valore determinato, esso può ridurre automaticamente la coppia del motore per evitare eccessiva velocità, consentendo la velocità raggiungere il valore dato relativamente rapidamente con nessun errore6, 10. dal tempo equivalente costante del loop di corrente elettrico è relativamente piccolo, il quattro-quadrante motore11,12 possono rispondere più rapidamente per sopprimere l'impatto di interferenza quando il sistema è soggetto a interferenze esterne. Questo permette di migliorare la stabilità e la capacità anti-jamming del sistema.
Scegliamo un algoritmo di ottimizzazione intelligente genetica con la massima efficienza sulla base dei risultati di una simulazione in MATLAB. Un algoritmo genetico è un algoritmo di ricerca parallelo stocastico basato sulla teoria della selezione naturale in genetica. Esso costituisce un metodo efficiente per trovare la soluzione ottima globale in assenza di qualsiasi informazione iniziale. Considerare l'insieme delle soluzioni del problema come una popolazione, aumentando così la qualità della soluzione tramite altre operazioni genetiche, crossover, mutazione e selezione continua. Per quanto riguarda il percorso di pianificazione di robot intelligenti, Difficoltà presenta come conseguenza di insufficienti informazioni iniziali, in ambienti complessi e non linearità. Gli algoritmi genetici sono meglio in grado di risolvere il problema della pianificazione del percorso perché possiedono capacità di ottimizzazione globale, forte adattabilità e robustezza nella risoluzione di problemi non lineari; non ci sono restrizioni specifiche sul problema; il processo di calcolo è semplice; e non esistono requisiti speciali per le ricerca spazio 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

Robot intelligente fanno parte di una nuova generazione di robot che sono in grado di percepire l'ambiente circostante, pianificare le proprie azioni e alla fine raggiungono i loro obiettivi. Negli ultimi anni, ha aumentato affidamento robot nell'industria e vita quotidiana. Il protocollo proposto in questa carta descrive la progettazione e la produzione di un robot di movimentazione con un algoritmo di ricerca intelligente e una funzione di identificazione autonoma.
In primo luogo, i vari moduli di lavoro vengono assemblati meccanicamente per completare la costruzione della piattaforma e l'installazione del manipolatore robotico. Quindi, abbiamo progettare un sistema di controllo a circuito chiuso e una strategia di controllo motore quattro quadranti, con l'ausilio di software, di debug, nonché impostare sterzo identità (ID), il baud rate e altri parametri di funzionamento per garantire che il robot raggiunge la dinamica desiderata prestazioni e basso consumo energetico. Successivamente, si debug il sensore per realizzare multi-sensor fusion per acquisire con precisione informazioni ambientali. Infine, abbiamo implementare l'algoritmo di rilevante, in grado di riconoscere il successo della funzione del robot per una determinata applicazione.
Il vantaggio di questo approccio è la sua affidabilità e flessibilità, come gli utenti possono sviluppare una varietà di programmi di costruzione di hardware e utilizzare il debugger completo per implementare una strategia di controllo intelligente. Questo consente agli utenti di impostare requisiti personalizzati basati sui loro bisogni con alta efficienza e robustezza.

Nel diagramma del programma di controllo del doppio anello chiuso movimento viola rappresenta un segnale di velocità determinata e giallo rappresenta il valore dell'output del sistema di controllo. Figura 17 mostra chiaramente che il sistema di doppio controllo a circuito chiuso è significativamente più efficace di un sistema ad anello aperto. Il superamento effettivo dell'output del sistema a ciclo chiuso doppia è relativamente piccolo e le prestazioni d...

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

Vi presentiamo un protocollo il design modulare e produzione di robot intelligenti per aiutare i lavoratori scientifici e tecnici di progettare robot intelligenti con le attività di produzione speciale in base alle esigenze personali e individualizzato di progettazione.

La modularità e la produzione di un Robot intelligente basato su una strategia di controllo ad anello chiuso

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 ...

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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-based Procedura sperimentale per Brain-Robot Interaction con Humanoid Robots

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

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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.

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

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.

Controllo Morfologia per Bulk-eterogiunzione completamente stampabili celle solari organiche-inorganici a base di un Ti-alcossido e semiconduttore Polymer

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.

Predizione catalizzatore estruso rottura basato sul modulo di rottura

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.

Un 100 KW classe campo applicato Magnetoplasmadynamic Thruster

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 Concentrazione Misurazione online basata sulla spettroscopia vicino infrarossa via parziale regressione minima quadrata

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.

Valutazione di produzione, controllo e prestazioni di un robot morbido ispirato a Gecko

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.

Controllo elaborato della stampante a getto d'inchiostro per la fabbricazione di supercondensatori basati su chip

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

A Modeling and Simulation Method for Preliminary Design of an Electro-Variable Displacement Pump

Electro-hydrostatic actuators (EHAs) have been considerably researched in academia, and their applications in various industrial fields are expanding. The variable-speed EHA has now taken priority over the variable-displacement EHA, but its driving motor and associated electronics encounter issues when applied in high-power applications: low-dynamics, high thermal dissipation, high price, etc. Therefore, a variable-displacement EHA equipped with an electro-variable displacement pump (EVDP) has been considered. The EVDP itself is a mechatronic system that integrates a piston pump, a ball screw, a gearbox, and a permanent magnet synchronous motor (PMSM). Consequently, the EVDP needs to be investigated to ensure its system-level performance when applied in an EHA. In addition to the previous research on the technical parameters of the EVDP, a dedicated design method is necessary for further reducing the cost of using the EVDP and exploring its performance potential. Here, a simulation based EVDP preliminary design method is selected for designing a 37 kW EVDP. Firstly, a previously proposed multidisciplinary model of the EVDP is extended by improving the parameter generation, including the EVDP life, reliability, control models, etc. Secondly, the proposed model is partially verified using a downsized prototype. Thirdly, the EVDP is simulated at a system level, supported by the proposed model. The EVDP performance is evaluated according to the specified design requirements. The temperature, bandwidth and accuracy, reliability and lifetime, etc., are all predicted for the EVDP. The simulation results demonstrate the EVDP's applicability in variable-displacement EHA. The proposed modeling and simulation method can be used to evaluate diverse EVDP performance and respond to general design requirements. The method can also support the resolution of the preliminary design challenges in terms of limited information and robustness. Therefore, the proposed method is appropriate for the realization of the simulation-based EVDP preliminary design method.

A simulation model specifically supporting the preliminary design of an electro-variable displacement pump (EVDP) is developed and partially verified by experiments. The control performance, life, reliability, etc., can all be evaluated using the proposed model, which covers the main performance requirements under the EVDP preliminary design task.

Un metodo di modellazione e simulazione per la progettazione preliminare di una pompa volumetricamente variabile

Electro-hydrostatic actuators (EHAs) have been considerably researched in academia, and their applications in various industrial fields are expanding. The ...

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).

Comunicazione dati basata su MQTT in un processo di estrusione di polimeri

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

Design and Application of a Fault Detection Method Based on Adaptive Filters and Rotational Speed Estimation for an Electro-Hydrostatic Actuator

The electro-hydrostatic actuator (EHA) is a promising actuating apparatus used in flight control systems for more electric aircraft (MEA) due to its high power density and low maintenance. Since the reliability of the system decreases with increasing complexity, fault detection is becoming increasingly important. In this paper, an adaptive filter was designed based on a normalized least mean square (NLMS) algorithm, which could identify the resistance of the motor windings online to detect electrical faults in the EHA. Additionally, based on the analytical relationship between rotational speed and displacement, a rotational speed estimation method was designed. By comparing the actual rotational speed with the estimated one, hydraulic faults could be detected. To verify the efficacy of the aforementioned method, software was applied for the modeling and simulations, which included fault injection and detection. On this basis, an experimental platform was built and then subjected to a series of validation experiments. The results indicate that the fault detection method has the potential to detect electrical and hydraulic faults in an EHA.

In this paper, an adaptive filter based on a normalized least mean square (NLMS) algorithm and a rotational speed estimation method are introduced to detect the electrical and hydraulic faults of the electro-hydrostatic actuator (EHA). The efficacy and feasibility of the aforementioned methods are verified through simulations and experiments.

Progettazione e applicazione di un metodo di rilevamento guasti basato su filtri adattivi e stima della velocità di rotazione per un attuatore elettro-idrostatico

The electro-hydrostatic actuator (EHA) is a promising actuating apparatus used in flight control systems for more electric aircraft (MEA) due to its high ...