Os autores gostaria de expressar a sua gratidão ao Sr. Yaojie He por sua assistência na realização das experiências relatadas neste trabalho. Este trabalho foi financiado em parte pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (n. º 61673117).

1. construção da máquina <ol><li>montar o chassi como ilustrado, protegendo os componentes mecânicos usando fixadores adequados. ( Figura 1) 
	Nota: O chassis, que compreende o rodapé, motor, rodas, etc., é o principal componente do robô responsável por seu movimento. Assim, durante a montagem, manter o suporte direto.</li>
	<li>o fio de estanho-chumbo e ambos os eletrodos positivos e negativos. Solda de dois fios leva-o para as duas extremidades do motor, conectar o fio vermelho para o eletrodo positivo e a ponta preta para o elétrodo negativo.</li>
	<li>Montar a manga de eixo, os motores e as rodas.
	<ol><li>Ligar o motor para a manga de eixo e fixe-a com um parafuso.</li>
		<li>Insira a manga de eixo no centro do eixo da roda.</li>
		<li>Instalar a estrutura completa para o chassi.</li>
	</ol></li> <li>Dois furos, 3 mm de diâmetro, no centro do chassi, para permitir a instalação do motor módulo de condução. Ligue o motor para o motor de condução módulo.</li>
	<li>Drill um buraco de ambas as bordas esquerda e direita do chassis para a instalação do suporte para os sensores de infravermelhos na parte inferior de 1 cm.</li>
	<li>Instalar dois prendedores para o centro dos dois lados do chassis. 
	Nota: Para garantir o funcionamento normal dos sensores infravermelhos, verifique se a peça de ligação está perpendicular ao chassi.</li>
	<li>Um buraco, 18 mm de diâmetro, através de cada um dos dois componentes estruturais para a instalação de sensores. ( Figura 2A)</li>
	<li>Instalar o motor de acionamento na parte de baixo do chassi. ( Figura 2B) Instale um sensor infravermelho apontando para cada uma das quatro direções, respectivamente, do chassi. ( Figura 2)</li>
	<li>Instalar o leme em simetria. Devido ao grande torque gerado pela operação da direcção, certifique-se de que os parafusos estão instalados de maneira que fornece um conjunto firme e impermeável.</li>
	<li>Instalar quatro sensores infravermelhos no centro da máquina.</li>
	<li>Lugar a 14.8 V fonte de alimentação no centro da máquina e apor a unidade do microcontrolador (MCU) para a bateria.</li>
	<li>Apor quatro sensores de faixa na parte superior da máquina. Ajustar o ângulo entre cada sensor e o solo, a 60°, para garantir precisão de deteção em relação a mesa de trabalho.</li>
	<li>Instalar o sensor de inclinação de eixo duplo, que é usado para detectar casos quando a máquina não consegue alcançar o seu alvo na área de trabalho.</li>
	<li>Usar uma chave de fenda para anexar o braço do robô para a frente da máquina. ( Figura 3)</li>
</ol> 2. O mecanismo de direção e módulo do Driver de depuração <ol><li>clique duas vezes para abrir o software de depuração (por exemplo, Terminal2010 de Servo robô). Conecte o computador à Diretoria de depuração com um Universal Serial Bus (USB) cabo de conversão. ( Figura 4)</li>
	<li>Definir o mecanismo de direção &#39; s taxa de baud 9600 bits/s, a limitação de taxa de 521 rad/min, a limitação angular para limitação de 300° e tensão de 9.6 V na interface de trabalho.</li>
	<li>Definir o modo de funcionamento da engrenagem de direcção robô para &#34; direção motor modo. &#34;</li>
	<li>Aplicar assíncrona comunicação half-duplex como a conexão entre o controlador e mecanismos de direção. Desta forma, o controlador pode controlar mais de 255 direção motores de uma única interface de receptor/transmissor assíncrono Universal (UART). ( Figura 5) 
	Cuidado: Pode haver, no máximo, 6 motores conectados a um único fio de direção. Muitos motores de direção conduzirá ao superaquecimento e grande queda de tensão, resultando em um comportamento incomum como anormal e redefinindo comunicação de dados, etc ( Figura 6)</li> <li>aplicar assíncrono half-duplex comunicação como a conexão entre o controlador e o motor módulo de condução. ( Figura 7)</li>
	<li>Definir o número de ID dos dois módulos de condução e os quatro motores de direção. ID3 e ID4 são deixados em branco para fins de actualização futuras. ( Figura 8) 
	Nota: ID1: dirigindo para a esquerda o módulo; ID2: módulo de condução para a direita; ID5: motor de direção esquerda-frente; ID6: motor de direção direita-frente; ID7: motor de direção esquerda-traseira; ID8: mecanismo de direção traseira direita.</li>
	<li>Motores de direção, um por um em cascata e conectar-se a cascata ao auditor.</li>
	<li>Ligar os sensores para suas interfaces do respectivo controlador. Note-se que o sensor cujo conector carrega uma marca triangular é a terra (GND). 
	Nota: AD1: dianteiro sensor fotoelétrico infravermelho na parte inferior; AD2: direito sensor fotoelétrico infravermelho na parte inferior; AD3: traseiro sensor fotoelétrico infravermelho na parte inferior; AD4: sensor infravermelho esquerdo na parte inferior; AD5: frontal infravermelha medição de distâncias sensor; AD6: infravermelho certo distância sensor de medição; AD7: traseiro infravermelho medição sensor; AD8: esquerda distância infravermelha medição sensor; AD9: esquerda-frente anti-infravermelho fotoelétrico sensor de queda; AD10: direita-frente anti-infravermelho fotoelétrico sensor de queda; AD11: traseira direita anti-infravermelho fotoelétrico sensor de queda; AD12: sensor fotoelétrico infravermelho esquerda-traseira antiquedo.</li>
</ol> 3. Os sensores de depuração <ol><li>gire o regulador botão na cauda dos sensores infravermelhos para ajustar o intervalo de deteção dos sensores. Quando o robô está posicionado no centro da mesa de trabalho, o nível da lógica dos top quatro sensores infravermelhos é 1. Quando a máquina se move para a borda da mesa de trabalho, o nível da lógica do sensor infravermelho no lado correspondente será 0. ( Figura 9A) 
	Nota: O robô pode determinar sua localização na tabela de trabalho analisando o nível da lógica dos sensores infravermelhos. Por exemplo, se os níveis de lógica dos sensores frontais esquerdos e são 0, o robô deve ser na região superior esquerda da tabela trabalho.</li>
	<li>Comparar os valores de medição do sensor de distância para seus valores de base para a calibração. ( Figura 9B) 
	Nota: O sensor de distância é um sensor analógico. Como a distância varia, o sensor &#39; s feedback de força de sinal e correspondente medido valores também irão variar. Os valores medidos serão retransmitidos para a máquina host através de sensores digitais para que o robô pode identificar alterações em seu entorno.</li>
	<li>Depurar o sensor de ângulo de inclinação.
	<ol><li>Posicione o sensor de ângulo de inclinação horizontal e gravar seus valores medidos.</li>
		<li>Do sensor em duas direções diferentes, direção do declive e gravar seus valores medidos. Se os valores medidos estão dentro da faixa de erro, o sensor pode ser considerado como estando em operação regular.</li>
	</ol></li></ol> 4. Esquema de controle <ol><li>construção do modelo de simulação do motor DC, com base na equação de equilíbrio de tensão motor DC, equação de enlace de fluxo e equação de equilíbrio do torque.
	Equação de <ol><li>estabelecer equilíbrio de tensão dada por <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq1.jpg" /> onde u d é a tensão de eixo direto, u q é tensão de eixo em quadratura. I d e R q denotam resistência de eixo direto e resistência de eixo em quadratura respectivamente. <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" /> , representam a corrente de eixo direto, direto eixo corrente, direcionar o fluxo de eixo e fluxo de eixo em quadratura.</li>
		<li>Estabelecer fluxo equação de ligação dada pelo < img umlt = "Equação 6" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq6.jpg" / > onde <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq7.jpg" /> e <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq8.jpg" /> denotar o coeficiente de dirigir o Self-Inductance eixo e self-Inductance eixo em quadratura respectivamente. <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq9.jpg" /> e <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq10.jpg" /> são o coeficiente da indutância mútua. <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq11.jpg" />, <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq12.jpg" /> representam o torque torque e carga eletromagnética.</li>
		<li>Estabelecer equação de equilíbrio de torque calculada por <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq13.jpg" />.</li>
		<li>Simulação de construir o modelo do motor DC. ( Figura 10)</li>
	</ol></li> <li>Aplicar duplo controle de circuito fechado do motor DC. Utilizar a saída do regulador de velocidade como a entrada para o regulador de corrente para regular o motor &#39; s torque e corrente. 
	Nota: O diagrama da estrutura do sistema de regulação atual. ( Figura 11) 
	A função de transferência do regulador PI atual é mostrada como <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq14.jpg" />, onde <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq15.jpg" /> é o coeficiente proporcional do o regulador atual e <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq16.jpg" /> é a constante de tempo do chumbo do regulador atual. Pode ser obtido pelo coeficiente de escala <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq17.jpg" /> e o coeficiente de integral <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq18.jpg" />.
	<ol><li>Aplicar duplo controle de circuito fechado do motor DC. ( Figura 12)</li>
	</ol></li> <li>Aplicar o controle de movimento do quatro-quadrante do motor DC. ( Figura 13)
	Circuito de <ol><li>utilizar uma ponte H condução para atingir quatro-quadrante movimento do motor DC, modulando o on-off do Transistor de efeito de campo Metal-Óxido-Semicondutor (MOSFET). ( Figura 14) 
		Nota: Quando Q1 e Q4 estão ligados e o motor está no estado elétrico para a frente e o primeiro quadrante executando o estado. Quando Q3 e Q4 são acesos, o motor é no estado e o segundo quadrante de execução estado de travagem de energia. Quando Q2 e Q3 são acesos, o motor é no estado elétrico reverso e o estado de movimento terceiro quadrante. Quando Q1 e Q2 são acesos, o motor é no estado e o estado de movimento quarto quadrante de travagem de energia reversa.</li>
	</ol></li> <li>Aplicar a modulação de largura de pulso (PWM) para regular a velocidade do motor DC. Modulam a DC tensão largura de pulso (ciclo de dever) aplicada para a armadura do motor, controlando o on-off do interruptor elétrico, quando a tensão de alimentação de DC motor fornecer permanece essencialmente inalterado, modulando assim o valor médio e a entrada de velocidade de rotação de tensão de armadura do motor.</li>
</ol> 5. Escrever o programa <ol><li>usar a linha de download USB para importar um arquivo binário (BIN) gerado pelo KEIL5 para o controlador.</li>
	<li>Selecione o programa a ser executado.</li>
</ol> 6. Cenário de aplicativo <ol><li>reconhecimento de cor aplicar para categorizar a carga em uma fábrica. ( Figura 15)
	<ol><li>Usar uma câmera óptica para coletar imagens e verificar a cor digitalizada usando o número da matriz bidimensional saltada.</li>
		<li>Levantar o objeto com os braços mecânicos.</li>
		<li>Emitir um comando para transportar o objeto para o local designado usando a câmera e dirigindo o motor do robô.</li>
	</ol></li> <li>Pesquisar rapidamente para limpar as áreas designadas. ( Figura 16)
	<ol><li>Utilizar os quatro sensores ópticos o robô para detectar os locais do entorno obstáculos.</li>
		<li>o mecanismo de direção para levantar a pá mecânica e destruir obstáculos nas áreas designadas do comando.</li>
		<li>Uso do algoritmo genético para determinar o caminho de pesquisa mais eficaz.</li>
	</ol></li> <li>Usar o auto-reconhecimento para evitar queda de bancada para separar os trabalhadores da área de trabalho de máquina e garantir a segurança do trabalhador.
	<ol><li>Modificar sinais baseados na diferença de altitude entre os quatro sensores ópticos superiores, que reconhecem a bancada e chão.</li>
		<li>Analisar os sinais mutáveis para determinar a localização das bordas da bancada de trabalho.</li>
		<li>Comando da máquina para evitar as bordas da bancada de trabalho.</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. 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Os autores não têm nada para divulgar.

Neste trabalho, nós projetamos um tipo de robô inteligente que pode ser construído de forma autónoma. Implementamos o algoritmo proposto busca inteligente e autónomo reconhecimento através da integração de vários programas de software com o hardware. No protocolo, introduzimos as abordagens básicas para configurar o hardware e Depurando o robô inteligente, que pode ajudar os usuários projetar uma estrutura mecânica adequada de seu próprio robô. No entanto, durante a operação real, é necessário prestar ...

Robôs são máquinas complexas, inteligentes que combinam conhecimentos de várias disciplinas, incluindo mecânica, eletrônica, controle, computadores, sensores e inteligência artificial 1,2. Cada vez mais, os robôs são auxiliando ou mesmo substituindo os humanos no local de trabalho, especialmente na produção industrial, devido às vantagens que os robôs possuem na execução de tarefas repetitivas ou perigosas. O design do protocolo robô inteligente no estudo atual é baseado em uma estratégia de controle de circuito fechado, especificamente o caminho planejamento com base em um algoritmo genético. Além disso, os módulos funcionais foram estritamente dividida3,4, que pode proporcionar uma base sólida para o trabalho futuro de otimização, para que os robôs têm uma forte capacidade para upgrades.
A implementação modular da plataforma robótica é baseada principalmente em métodos a seguir: estratégia de controle combinação multidimensional no módulo de controle do motor5,6e exploração inteligente baseado em um algoritmo genético no módulo de algoritmo de otimização.
Nós usamos o duplo controle de circuito fechado do motor da C.C. e operação do motor de quatro-quadrante no módulo de controle do motor. Controle de velocidade dupla de loop fechado significa que a saída do regulador de velocidade serve como a entrada do regulador atual, permitindo-lhe controlar a corrente e o torque do motor. A vantagem deste sistema é que o torque do motor pode ser controlado em tempo real com base na diferença entre a determinada velocidade e a velocidade real. Quando a diferença entre o real e determinado velocidades é relativamente grande, o torque do motor aumenta e as mudanças de velocidade mais rápidas para conduzir a velocidade do motor em direção a determinado valor tão rapidamente quanto possível, que contribui para a rápida velocidade de regulamento7, 8 , 9. por outro lado, quando a velocidade é relativamente próximo do valor determinado, ele pode automaticamente reduzir o torque do motor para evitar o excesso de velocidade, permitindo que a velocidade atingir determinado valor relativamente rapidamente com nenhum erro6, 10. desde o tempo equivalente constante do loop atual elétrico é relativamente pequeno, o motor de quatro-quadrante11,12 pode responder mais rapidamente para suprimir o impacto da interferência quando o sistema está sujeito a interferências externas. Isto lhe permite melhorar a estabilidade e a habilidade anti-jamming do sistema.
Nós escolhemos um algoritmo genético otimização inteligente com a máxima eficiência, baseada nos resultados de uma simulação em MATLAB. Um algoritmo genético é um algoritmo de pesquisa paralelo estocástico baseado na teoria da seleção natural em genética. Constitui um método eficiente para encontrar a solução ideal global na ausência de qualquer informação inicial. O conjunto de solução do problema considera uma população, aumentando assim a qualidade da solução através de seleção contínua, crossover, mutação e outras operações genéticas. No que se refere a caminho de planejamento por robôs inteligentes, dificuldade surge como resultado de insuficiente informação inicial, ambientes complicadas e não-linearidade. Algoritmos genéticos são mais capazes de resolver o problema de caminho planejamento porque eles possuem capacidade de otimização global, adaptação forte e robustez na resolução de problemas não-lineares; Não existem restrições específicas sobre o problema; o processo de cálculo é simples; e não há nenhum requisito especial para o espaço de busca 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

Robôs inteligentes fazem parte de uma nova geração de robôs que são capazes de sentir o ambiente circundante, planejar suas ações e eventualmente atingir os alvos. Nos últimos anos, tem aumentado a confiança sobre robôs na vida diária e na indústria. O protocolo proposto neste trabalho descreve o projeto e a produção de um robô de manipulação com um algoritmo de busca inteligente e uma função de identificação autónoma.
Primeiro, os vários módulos de trabalho mecanicamente são montados para completar a construção da plataforma de trabalho e a instalação do manipulador robótico. Então, podemos projetar um sistema de controle de circuito fechado e uma estratégia de controle de motor de quatro-quadrante, com o auxílio de depuração de software, bem como definir leme identidade (ID), taxa de transmissão e outros parâmetros de funcionamento para garantir que o robô atinge a dinâmica desejada desempenho e baixo consumo de energia. Em seguida, podemos depurar o sensor para fazer uma fusão de multi sensor para adquirir a informação ambiental com precisão. Finalmente, podemos implementar o algoritmo de relevante, que pode reconhecer o sucesso da função do robô para um determinado aplicativo.
A vantagem desta abordagem é sua confiabilidade e flexibilidade, como os usuários podem desenvolver uma variedade de programas de construção de hardware e utilizar o depurador abrangente para implementar uma estratégia de controle inteligente. Isto permite aos usuários definir requisitos personalizados com base em suas necessidades com alta eficiência e robustez.

No diagrama do programa de controle de movimento de loop fechado duplo, roxo representa um sinal de determinada velocidade e amarelo representa o valor da saída do sistema de controle. A figura 17 mostra claramente que o sistema de controle de circuito fechado duplo é significativamente mais eficaz do que um sistema open-loop. A superação real da saída do sistema de circuito fechado duplo é relativamente pequena e o desempenho dinâmico do sistema é me...

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

Apresentamos um protocolo sobre design modular e produção de robôs inteligentes para ajudar trabalhadores científicos e técnicos projetar robôs inteligentes com tarefas específicas de produção com base em necessidades pessoais e individualizadas de projeto.

O Design Modular e a produção de um robô inteligente baseada em uma estratégia de controle de circuito fechado

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

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.

Baseado no SSVEP procedimento experimental para a interação cérebro-robô com robôs humanóides

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

Engenharia

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.

Controle de morfologia para células solares Bulk-heterojunção orgânico-inorgânico totalmente Printable Baseado em um Ti-alcóxido e semicondutores 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.

Prever Catalyst Extrudate ruptura baseia o módulo de ruptura

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.

Um propulsor Magnetoplasmadynamic aplicada-campo de 100 KW classe

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.

Medição on-line de concentração de o-cresol com base em espectroscopia infravermelha próxima via regressão parcial pelo menos quadrado

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.

Avaliação de fabricação, controle e desempenho de um robô macio inspirado em 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.

Controle elaborado da impressora a jato de tinta para fabricação de supercapacitores baseados em chips

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.

Um método de modelagem e simulação para o design preliminar de uma bomba de deslocamento eletrovariar

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).

Comunicação de dados com base em MQTT em um processo de extrusão de polímeros

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.

Projeto e Aplicação de um Método de Detecção de Faltas Baseado em Filtros Adaptativos e Estimativa de Velocidade de Rotação para um Atuador Eletro-Hidrostático

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