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我国目前机器人行业的发展速度非常迅猛,随着人们对机器人认识的增加,很多公司开始从事机器人的研发工作,机器人在工业中的应用越来越多,各行各业的公司都在研发机器人,包括很多互联网公司都在研发智能机器人、搬运机器人、物流仓储机器人等。因其可以为企业节约很大的人工成本,机器人取代人类工作的高效性已经受到了广大制造业公司的青睐。但就目前来看,机器人的价位还是偏高,所以在机器人的各个方面,制造商们都在努力将成本降到最低。随着机器人的普及,对机器人操作的便捷性的要求也越来越高,操作人员与机器人进行交互的媒介就是机器人示教盒,为操作人员设计一款人机交互便捷的示教盒非常有必要。 传统的机器人示教盒终端一般比较笨重,操作不方便,每个示教盒的成本也很高,而且示教终端与机器人控制器之间是通过有线相连接的,限制了现场的布局,因此设计一个轻便型的机器人示教盒非常有必要。本论文用基于安卓系统的PAD或者手机取代原有的示教盒,示教盒与机器人控制器间的信息传输采用无线通信方式。本系统的设计可以提高人机交互的舒适性并减少机器人的成本。 首先,针对机器人示教盒终端笨重的问题,提出了使用工业级安卓系统的PAD或者手机取代原来的示教盒终端,因为安卓系统的PAD和手机一般都是为便于携带而设计的,所以在轻便上有得天独厚的优势,虽然工业级的被设计成三防级别的,但是其依然非常的便捷。安卓系统的最大特点之一就是用户交互特别好,巧妙的利用安卓的各种开源插件可以开发出用户体验良好的界面,对不同的功能,我们都可以单独为其设计一个交互界面,将每个功能进行合理的分类,用户可以通过清晰的途径进入到想要的菜单界面。通常在界面间跳转时需要进行数据传输,在数据传输时做好数据的保护。为需要实时监控的数据设计一个实时显示栏,将其设计在页面的最顶端,实时更新需要实时查看的数据,比如速度、电量、机器人运动状态等。 再者先分析一下TCP/IP协议簇在无线局域网下的性能,TCP/IP是一个可靠的传输协议,其有拥塞避免算法、快速重传与快速恢复算法、慢启动算法等,这些算法都是为了保证TCP/IP协议簇在有线互联网环境下保证通信可靠性而设计的,在本系统这种点对点的无线局域网环境下,这些算法反而会增加通信的延时,所以本文分析了各个算法在点对点局域网环境下对网络通信延时的影响,进而对算法进行了相应的改进。分析了机器人指令的特点,主要针对重传算法做了一定的改进,对停止指令单独设计了一套重传算法,结合原有的经典的重传算法构成了TCP/IP协议簇双重重传算法,其目的就是让机器人能够尽快的收到停止指令并停止运动。实验结果表明,在无线网络链路误码率较高的情况下,通过延时预估器和网络通信重传算法相结合,机器人在变延时的情况下仍能够安全稳定的运行。 最后,提出了机器人最大延迟预估器模型框架。本文已经通过改进TCP/IP协议簇来尽可能的减少网络的延时,但是网络依然是不稳定的。在此情况下在机器人端提出了延迟预估器模型,该模型给出一个延迟限值,当数据包传输超过这个限值时,机器人就会停止运动,保证机器人的运行精度。延迟限值也会周期性的跟随网络环境的变化而变化,更新算法的核心是在保证机器人稳定运行的前提下,尽可能的保证机器人的运行精度,这个周期取为30个数据包。