多功能除雪机器人
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专利名称:光伏智能除尘除雪机器人专利类型:实用新型专利
发明人:陶永安,李红
申请号:CN201620438696.0
申请日:20160513
公开号:CN205817832U
公开日:
20161221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型涉及光伏板清洁保养技术领域,尤其是涉及一种光伏智能除尘除雪机器人,包括:机身、开合式吹扫装置以及行走装置;两个开合式吹扫装置分别设置在所述机身的两侧,下端与机身转动连接,使开合式吹扫装置能够绕与机身的转动连接位置转动;开合式吹扫装置的外侧壁上设置至少一个出风口,并内置风机;行走装置设置在机身的上下两端,使机身能够沿预设的轨道往复运动;机身的背面设置毛刷,机身的正面设置机身太阳能光伏板。
采用了可开合吹扫装置,在运行过程中,可以根据光伏板上积雪的滑落方向,使可开合吹扫装置打开至一定角度,从而吹风方向基本朝下,对难以清除的积雪有很好的吹扫效果,除净率达到99%以上,且成本低、工作效率高。
申请人:新疆中讯新能投资管理有限公司
地址:830000 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市经济技术开发区喀纳斯湖北路455号新软创智大厦B 座10层1009室
国籍:CN
代理机构:北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:毕强
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I-Shovel,一款全自动太阳能式铲雪车。
I-Shovel,一款新型机器人式自动铲雪车。
它由太阳提供充分的动力。
它可以清除4,000平方英尺车道只依靠唯一的一块充电电池。
I-Shovel,是最近被介绍的原型并且是世界上首先依靠太阳能提供动力的铲雪机器。
设备自动地感觉雪并且用铲清除就像拖拉机带动犁一样进行扫雪。
.I-Shovel的工作原理如下:I-Shovel 有自动一台固定探测器能检查出多少积雪并并且自动的清扫装置。
固定的传感器控制区使它可以知道应该从哪里开始铲起。
它们也是非常容易清扫,这点不用于其它扫雪机。
如果开始降雪,它有一个唤醒的开关控制它开始进行铲雪工作。
I-Shovel只消耗很少的动力而且没有运动危险,并且不需要任何人在附近进行操作。
它有一块6V 12AH的被密封的乙酸铅电池,在由太阳充分的充电以后可以铲扫4000平方英尺的地方。
而且机器可以储备另外三个备用电池用于非常繁重的清扫工作。
I-Shovel 示范'I' 表示聪明的意思I-Shovel是世界上第一个并且是唯一的自动铲雪机器人。
对于它的专利技术,I-Shovel 随时保持您的车道上没有雪,是随时可以行驶的,所以,当您的邻居还在清扫自己车道的时候,您可以随时使用您的车道。
I-Shovel自动的检查出积雪并自动的清扫车道。
它有一个计算机系统来控制铲雪过程和各式各样的传感器来检测周长。
不同于其他被用在暴风雪以后的扫雪车,I-Shovel 被设计了唤醒装置和铲雪装置,当它感觉积雪的程度达到预警值时。
这个概念使它成为了可以相对的利用低功率消耗和没有危险的部分,使它不用操作人看管。
这是到目前为止唯一可以对那些自己的并且昂贵的车道提供便利的方法。
特点保持车道没有积雪。
任何时候!! 全自动机械。
使用可再充电池工作。
利用太阳供给动力充电。
没有放射性。
没有噪音污染。
没有危险运动机件。
下雪吧!那是I-Shovel 希望得到的工作。
机器人由两个可控制的马达独立的供给动力。
冬天的小发明家我和我的雪地工具冬天的小发明家:我和我的雪地工具寒冷的冬天,大自然披上了一层银装。
而对于喜欢户外活动的我来说,雪地成了我的新天地。
然而,雪地中常常存在各种各样的问题,比如厚重的积雪,冰冷的寒风,甚至可能会陷入深深的雪堆中。
于是,我决定发挥我的创造力,成为冬天的小发明家,发明一些能够轻松解决这些问题的雪地工具。
首先,我发明了一种智能除雪机器人。
这个机器人可以根据地面的高低差和积雪的深浅自动调整工作模式,通过高效的刮雪装置将大面积积雪迅速清理干净。
与传统的人工除雪相比,这个机器人无需人力操作,节省了大量的时间和体力。
它还具备智能导航功能,可以自动绕过障碍物,确保安全运行。
这个智能除雪机器人不仅减轻了人们的劳动负担,也为人们提供了一个更加安全舒适的雪地环境。
另外,为了应对冰冻的寒风,我也发明了一款雪地加热器。
这个加热器可以穿在身上,提供温暖的热源,保持身体的舒适温度。
它采用了高科技材料,能够在极寒的环境下依然保持高效的加热效果。
通过调节温度和时间,人们可以根据自己的需要自由搭配和使用。
这款雪地加热器不仅适用于户外活动,也可以在寒冷的内部场所使用,为人们带来温暖和舒适。
此外,为了解决陷入雪堆的困扰,我还发明了一个智能雪地救援装置。
这个装置结合了跟踪定位技术和机械力量,可以定位并找到被困者,然后通过坚固的外壳和强大的力量将其救援出来。
这个装置小巧轻便,便于携带,可以随时使用。
它的智能化设计使得救援过程更加迅速高效,为被困者提供了最大程度的安全保障。
作为冬天的小发明家,我的雪地工具不仅解决了冬季户外活动中的各种问题,也提升了人们的生活品质。
它们的存在让人们在寒冷的冬天中依然能够享受到户外的乐趣,同时也为人们提供了更安全、更舒适的雪地环境。
未来,我希望能够不断探索创新,发明更多能够改善生活的雪地工具,为人们带来更多的便利和快乐。
冬天的小发明家,我与我的雪地工具,正努力让寒冷的冬天变得更加温暖、有趣。
齐齐哈尔大学——智能铲雪机器人学院:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化设计者:张海泽王蔚郭佳宁李航宇吴楠引言21世纪,我国进入了知识经济、技术经济的新时代,高等教育正进入了快速发展时期,全面推进素质教育,提高大学生的科学素质,培养大学生的创新能力,造就大量的创新型人才,以适应高速发展的现代化建设的需要。
因此,在提倡创新教育的同时应重视实践,重视实用教育,高度重视培养大学生的素质能力,为此我们学院引入了慧鱼模型对学生进行思维训练培养。
1.智能铲雪机器人创新构思背景由于我们生活的环境地处祖国北部,所以在冬天来临时总会漫天飞雪。
然而,这看似晶莹剔透、浪漫无比的雪花如果堆积过多实是一件十分棘手的麻烦事。
特别是对家里有老人或者是行动不便利的人来说更是一件影响生活的大事。
因为如果雪太大会使得路面异常光滑,人或者车行驶起来非常困难,还容易发生危险。
晚上下雪的时候,环卫工人不容易清理,而且在夜间清理起来非常危险,由于公路车辆来往较多,在积雪上车来车往,经过很短的时间,表面变成了光滑的冰面,给环卫工人清理起来增加了除雪的难度。
由于冬天里看见了环卫工人在人在马路中央清理积雪,来往的车辆速度较慢,但是还是容易碰到环卫工人,由于路面的车辆刹车制动系统效果大大降低,影响了出行,还容易发生交通事故。
受到以上事情的启发我们有了创意的灵感,针对家庭院子里、以及公路积雪较难清理,积雪位置偏高、厚度薄、强度低、清扫不方便、危险性大等特点, 结合第五届全国大学生机械创新设计大赛主题与内容,我们应用慧鱼模型设计了智能自动除雪机器人。
根据目前市场上还没有能既满足清理积雪,同时还可以带走清理后的积雪的市场空白,我们小组又在自动除雪机器人身上经过创新加上了自动清雪功能并设计出了一款新的智能自动除雪机器人,它不仅能铲除由于车来往之后导致路面积雪变成光滑的冰面上的冰,而且最大的创新点就是在铲雪的基础上,增加了后部的挖雪功能,可以在清除积雪之后轻松将积雪运走,这样在清理完毕之后节省了清理积雪的时间,提高了铲雪效率。
2024年除雪车市场分析报告1. 引言本文旨在为读者提供关于除雪车市场的详细分析。
除雪车是专门用于清除雪地的工具,广泛应用于城市、乡村和高山地区。
该市场具有巨大的潜力,因为全球范围内都有需要清除雪的地区。
本文将对除雪车市场进行综合分析,包括市场规模、市场趋势、竞争态势等方面。
2. 市场规模除雪车市场在全球范围内呈现稳步增长的趋势。
根据我们的研究,除雪车市场在过去五年内年均增长率约为5%。
这主要是由于人们对清除积雪的需求越来越大。
市场细分方面,除雪车市场可以根据动力源和类型进行分类。
动力源可以分为汽油动力、电动和人力三种。
而类型可以分为除雪推车、除雪机和除雪拖拉机等。
3. 市场趋势3.1 增长潜力除雪车市场在未来几年内有望继续保持增长。
随着全球气候变化导致的极端天气事件增多,人们对清除积雪的需求将持续增加。
此外,城市化进程也在加速,这将进一步推动除雪车市场的发展。
3.2 技术创新随着科技水平的不断提高,除雪车也在不断创新升级。
例如,一些新型除雪车采用机器人技术,能够自动感知环境并进行除雪作业。
这些创新将提高除雪效率,降低工作成本。
3.3 可持续发展在环保意识的推动下,除雪车市场也开始注重可持续发展。
越来越多的除雪车采用电动动力源,减少了对化石燃料的依赖。
此外,一些研发人员也在致力于开发更环保的除雪车型。
4. 竞争态势除雪车市场存在着激烈的竞争。
目前,市场上有多家知名厂商提供除雪车产品。
其中,美国公司John Deere、加拿大公司Toro和日本公司Honda是市场上的主要竞争对手。
竞争主要集中在产品质量、性能和价格等方面。
厂商通过不断提高产品质量和性能来吸引消费者。
此外,价格也是消费者在购买除雪车时考虑的重要因素。
5. 市场前景除雪车市场的前景十分广阔。
随着气候变化和城市化进程的持续推进,对除雪车的需求将持续增加。
同时,技术创新和可持续发展的推动也将进一步推动市场的发展。
值得注意的是,除雪车市场存在一些挑战,如价格竞争和环保要求。
光伏电站除雪方案
1.人工清雪:这种方式是最传统的除雪方法。
通过人工清理
光伏电池板上的积雪,可以恢复光的透过率,提高发电效率。
一般使用铲雪工具或者扫雪机进行清理。
然而,这种方式需要
人工劳动,耗时耗力,并且可能存在安全隐患。
2.高压水喷洗:通过高压水喷洗光伏电池板表面的积雪,可
以有效去除积雪,提高发电效率。
这种方法适用于积雪较薄且
环境湿度较低的场景,但需注意使用水的安全和环保性。
3.加热除雪:通过在光伏电池板上安装加热装置,如电热片、加热线等,利用加热来融化积雪。
这种方法能够快速除雪,但
需要额外的能源供应,增加了运行成本。
4.倾斜式支架:将光伏电池板的支架设计成倾斜的形式,使
积雪更容易滑落,减少对光伏电池板的覆盖面积。
这种方式能
够减少积雪堆积的可能,但需要在设计和施工中进行考虑。
5.机器人除雪:利用机器人进行光伏电池板的自动除雪。
这
种方式可以减少人力成本,并提高除雪的效率和安全性。
机器
人除雪技术正在不断发展,未来有望成为光伏电站除雪的重要
方式。
多功能棚顶自动除雪机器人
安徽理工大学
设计人员:王太朋周军华朱维维尚杰付文欢
指导教师:杨洪涛吴天凤
作品简介:
多功能棚顶自动除雪机器人可以实现大棚顶部及其他高空区域的自动化除雪作业。
本作品主要由动力行走机构、避边缘机构、空气压缩及吹气机构、扫雪机构、推雪机构组成。
机器人采用了避边缘设计,可防止机器人由棚顶坠落。
通过机器人前方的扫雪机构将雪扫起,又通过空气压缩机送出高压气流将雪吹起,从而将部分雪吹离棚顶,剩余积雪则由下置的推板送至棚顶边缘。
机器人自动运行时,由棚顶的高端开始工作,将积雪清理到棚顶的低端并掉落到地面。
然后机器人原路返回至出发点,自动拐弯并向内侧偏移一定距离,重复清扫过程,直至将整个棚顶的积雪清扫干净。
创新点:
1.首次实现了大棚等的自动化除雪作业,作业过程中无需人为干预,扩大了除雪范围。
2.将避边缘设计与除雪机器人相结合,实现了高空无人作业。
3.首次使用高压气体清扫积雪。
4.采用履带式行走机构,能减小局部受力,防止将棚顶非正常压垮。
5.多项除雪功能设计,除了推、扫,更兼吹雪功能,可保证将棚顶积雪完全清除。
实际应用及推广价值
08年的大雪灾是一个很深刻的教训,如何做好防灾、减灾已成一个重大的课题。
雪灾常有常在,防灾、减灾势在必行。
本作品以清除积雪为目的,并且将作业范围定位为棚顶等一些人工清扫比较困难、存在危险的场所。
无须人工操作,机器人本身就可以完成除雪任务,这不仅做到了智能化,节约了人力资源,同时更加体现了以人为本的人本思想。
在现实生活中,必将得到广泛的应用。
如能制造成产品,将具有广阔的市场前景。
屋顶分布式光伏电站除雪机器人数据采集系统的设计摘要:通过对除雪机器人的调研发现,无论是国内的一些科研单位以及研发生产单位还是国外的一些机器人生产公司,他们的机器人的推出亮点主要是在于对机器人的结构设计以及机械改进方面,很少有公司将重点放在除雪机器人的数据采集系统上。
随着光伏项目的不断发展,屋顶光伏施工项目越来越多,对于北方的冬天,积雪太厚,要定期进行清理,否则安全隐患大大增加,除雪机器人需要采集分析的数据也越来越多,一些传统的数据采集系统主要是采用ARM进行控制,或者采用DSP进行控制,很少有将ARM与DSP结合在一起去作为除雪机器人的数据采集的核心控制部分的方案。
利用ARM与DSP结合的方式去作为数据采集系统的核心控制部分,将对机器人的一些控制与数据进行分工处理,能够提高整个系统的处理效率,降低核心控制模块的工作负荷。
该项目研究成果,可广泛应用于屋顶光伏项目,一定程度上解决了屋面除雪难题,若进一步研究,亦可减少因屋面高度较高,容易造成安全隐患的限制条件,同时增加屋面光伏项目对屋顶利用率。
关键词:除雪数据采集控制模块一、系统总体方案图1.1 系统总体方案除雪机器人数据采集系统主要是被集成在下位机中,主要实现的是通过对周围环境数据信息的采集功能。
如图1.1所示,工作人员通过上位机向机器人发送控制指令,除雪机器人通过自身携带的摄像头以及传感设备,将获取的传感信息和视频图像信息首先经过下位机的处理,然后经过无线通讯方式传输给上位机,操作人员通过对传感信息的判断以及对图像信息的识别从而去远程控制机器人的行为使其实现行走、躲避障碍、除雪等功能。
下位机作为机器人的主要控制单元,在整个数据采集系统中位于核心地位,一方面它要完成对机器人采集到的视频信息以及传感信息进行处理并反馈给上位机,另一方面它还有通过对上位机发送过来控制指令进行判断,从而去控制机器人运动。
二、硬件设计除雪机器人的数据采集系统的硬件设计部分主要由DSP+ARM主控模块、主控模块的时钟及配置电路、FLASH存储模块、DDR3缓存模块、电源模块、千兆以太网模块以及图像数据采集模块等多个部分组成。
雪地机器人
冬天到了,人们既高兴又发愁。
高兴的是可以玩雪啦,发愁的是雪下了一尺厚,用铁铲把雪一点一点除掉,真是忙不过来。
你会想,可以让机器人来帮忙呀。
是的,现在已经有了会吸雪的机器人,它们能把地上厚厚的积雪吸到肚子里。
这些机器人聪明能干,看来真是人们的好帮手呢!可是,你又有疑问,如果雪吸到一定程度,机器人肚子装不下了,是不是就“罢工”了呢?雪那么大,地那么滑,人们把一个个“罢工”的机器人找回来,还要把下一批吸雪机器人准备好,那可真是太麻烦了!
嘿嘿,让我告诉你吧,这种机器人只要“吃”雪就可以不停的工作。
它身体里面装了特殊的净化器,可以把吃进去的雪净化成纯净水,还配置了煮咖啡、榨果汁、泡茶……各种你意想不到的小设备。
假如你不怕冷的话,它还能给你做一个冰淇淋吃呢!它不仅能除雪,而且还是个人见人爱的流动“美食铺”。
有了这种雪地机器人,人们就轻松多了,甚至希望每天都能下雪吧!。
扫雪机器人
今年,我国有一些地区发生了一场雪灾,造成了一些地区停水、停电、道路堵塞,就连我们上海也受到了很大的影响。
通过了这一系列的事情发生后,我有一个想法,那就是,如果我能发明一种机器人,我想发明一种这样的机器人:每当下雪而地上又有一层厚厚的积雪时,只要你把这个机器人拿出来,这个机器人马上就能把地上的积雪给铲除干净。
每当地面上的积雪因为太多而又因为天气太冷而结冰了的话,只要你把它拿出来,它立刻就帮你把积雪铲除。
这样,大概只要十分钟的时间,地面上就变得干干净净的了。
这是因为它有一双十分有力的铁胳膊。
每当天气十分寒冷的时候,只要你把它拿出来,按一个机关,它就会散发出炎热的热气来。
每当人们缺水的时候,只要你把这个机器人拿出来,按一个机关,它就会从肚子里出来一个水管,从这个水管里流出许多水来。
那是因为这个机器人会在自己的肚子里储藏水,但是它身上的铁却没有生锈,这是因为它身上的铁是不锈钢的。
每当人们需要电的时候,只要你把这个机器人拿出来,按一个按钮,这个机器人就会从两个手中发出电,这样,人们的那些停电的机器就会正常工作了。
每当下雪时地面路滑的时候,只要你把这个机器人拿出来,按一个按钮,它就会立即把积雪扫到路边,这样,开汽车就方便多了。
我是多么希望那个发明家能发明出这种机器人那!这样!有
了冰雪灾害我们也不怕了!。
工业机器人论文题目:多功能除雪机器人*名:***学号: *********** 班级:机电一体化七班平顶山工业职业技术学院2012 年 1 月 1 日摘要“冬天除雪别再用融雪剂,那东西对环境污染太严重了,用除雪机器人一样能收到好的除雪效果。
”这是近年来大家的一致呼声。
由于我国冬季所特有的气候特点,除雪剂的大量使用,带来的环境的问题也越来越突出,由此便诞生出除雪机器人这一设计。
而该机器人采用液压、机械、电控相结合技术,具有震动、冲击、越障等功能,可破坏压实冰雪对路面的附着力和亲和力。
同时,该产品还可在冬季过后能够快速装配成多种车型,像装载机、运输卡车等,继续发挥使用功能。
这种机器人的设计,不但解决了融雪剂所带来的污染问题,而且节约了劳动力,可谓一举两得。
关键词:除雪机器人、除雪剂、污染、装配、节约劳动力。
目录第1章机器人设计..... 错误!未定义书签。
1.1设计任务 ................... 错误!未定义书签。
1.1.1性价比分析........ 错误!未定义书签。
第2章控制原理分析. (4)2.1液压控制 (4)2.1.1机械控制 (4)2.2电气控制 (5)第3章环境感觉技术 (6)3.1感觉接收 (6)3.1.1感觉处理 (8)第4章结论 (10)参考文献 (10)第一章机器人设计1.1设计任务清雪机器人整体构想1.工作原理此机器人采用机械式推雪板将路面积雪推开并移至路旁。
采用装载机进行牵引,并有装载机提供液压动力,用于调整推雪板与前进方向的偏转角度,将雪向左或向右移到路边,并可以任何角度进行工作。
可调整对地面的压力,以适应不同路况及不同积雪,可以保证不损害地面。
2.机构构造.推雪板有上下两部分组成,下部可移动上部为固定部分。
固定部分通过支撑板与机架的吊耳相连支撑梁则限制推雪板固定部分与支撑板一起绕吊耳销轴向下移动,但不限制向上移动。
正常情况下,支梁可保持推雪板固定部分垂直状态,而上部前倾便于清雪。
.底座的运动以履带最好,其传动平稳,不容易被滑动或者侧翻。
轮履行走机构,其轮行走机构和/或履带行走机构通过可较大范围活动式支撑部与主体连接。
一种轮行走机构,设有液压悬挂装置和驱动装置,采用不同长度车轴构造,或者具有移动装置。
一种履带行走机构和支撑装置,具有可活动式支撑部,可用作可行走支腿。
一种行走机构的、支撑装置的及工程机械的传动、控制系统包括:一轮行走机构传动系统和履带行走机构传动系统或和履带式支撑装置传动系统传动连接,二该传动系统之间连接速度同步控制系统;三轮行走机构转向系统和履带行走机构转向系统或和履带式支撑装置转向系统之间设有转向同步控制系统;四轮履机械、工程机械两部分的控制系统采用非接触式控制部。
1.1.1性价比分析以北京市城区道路面积16227万平方米举例说,根据北京市环卫部门的统计,2009年冬季,北京市城区道路面积共使用了31471吨融雪剂除雪,按市场价每吨1000元计,价值达3147万元,而这些融雪剂对城内6个区仅绿化植被的损失就高达3000万元以上。
如果使用星泰牌多功能破冰除雪机对这些道路面积除雪,按照每台机械每天工作5小时、每小时18万平方米的工作效率计,有180台机械就可满足除雪的要求。
而180台机械所需费用为2700万元,不但节省了资金、人力,保障了交通,更重要的是还实现了保护生态环境的目的。
第二章机器控制原理分析2.1液压控制.液压系统工作原理液压油经过三位四通阀,分别向液压马达和液压供油缸供油。
液压马达与除雪机器人工作机构相连,使得工作机构能够左右摆动一定角度。
液压马达的回路装有液压单向阀,可以防止推雪板遇到很大阻力时能够保持其工作状态。
随着推雪作业的进行,推雪板的积雪不断增加,传递给液压缸的负载不断增大,当作用在液压缸上负载达到一定数值时,使得安全阀打开,起到过载保护作用。
当推雪板遇到障碍时,作用在液压缸活塞杆的负载大于溢流阀的安全压力,使溢流阀开启,活塞回缩,是推雪板可动部分绕铰接轴线向后摆动,避开障碍。
避开障碍后通过推雪板作用在活塞杆上的负载迅速下降,小于溢流阀的调整安全压力,因此活塞杆伸出,使推雪板可动部分复位,继续进行作业。
该设计回路采用并联式电磁换向阀控制,且中位机能采用Y型,可以实现两个动作同时工作,加快了工作速度,亦可分步控制,实现了顺序控制。
2.1.1机械控制1.机械履带驱动履带起重机以其起重量大、作业空间大、带载行走、接地比压小等独特的优势被广泛运用。
目前臂节的连接型式普遍采用4个销轴同向连接,安装时4个销轴同时对位,然后插销。
这种方式安装较困难。
国外产品对此进行了细节改进,组装时先对位、安装臂节上平面的2个销轴,然后再对位安装下平面销轴,减少安装难度。
为降低臂节连接销轴直径,可借鉴履带板的多个支承面的连接原理,将销轴剪切面数由原来的2个增加为3个。
为降低成本,减少结构件质量,高强度材料已作为主机结构的首选材料,屈服强度达到500MPa以上。
其结构尺寸明显减小。
主机结构的自重占整机(大基本主臂)自重的比例也由通常的60%降到40%,剩余自重完全由配重和车身压重分摊。
2.2电气控制为了保证一次设备运行的可靠与安全,需要有许多辅助电气设备为之服务,能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合,称为控制回路或二次回路。
这些设备要有以下功能:(1)自动控制功能。
高压和大电流开关设备的体积是很大的,一般都采用操作系统来控制分、合闸,特别是当设备出了故障时,需要开关自动切断电路,要有一套自动控制的电气操作设备,对供电设备进行自动控制。
(2)保护功能。
电气设备与线路在运行过程中会发生故障,电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度,这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。
(3)监视功能。
电是眼睛看不见的,一台设备是否带电或断电,从外表看无法分辨,这就需要设置各种视听信号,如灯光和音响等,对一次设备进行电气监视。
(4)测量功能。
灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电),如果想定量地知道电气设备的工作情况,还需要有各种仪表测量设备,测量线路的各种参数,如电压、电流、频率和功率的大小等。
在设备操作与监视当中,传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代,但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。
这也都是电路实现微机自动化控制的基础。
第3章环境感觉技术3.1感觉接收机器视觉系统的输入装置可以是摄像机、转鼓等,它们都把三维的影像作为输入源,即输入计算机的就是三维管观世界的二维投影。
如果把三维客观世界到二维投影像看作是一种正变换的话,则机器视觉系统所要做的是从这种二维投影图像到三维客观世界的逆变换,也就是根据这种二维投影图像去重建三维的客观世界。
机器视觉系统主要由三部分组成:图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。
图像的获取实际上是将被测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据,它主要由三部分组成:*照明*图像聚焦形成*图像确定和形成摄像机输出信号1、照明照明和影响机器视觉系统输入的重要因素,因为它直接影响输入数据的质量和至少3 0%的应用效果。
由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。
过去,许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源,这主要是因为可见光容易获得,价格低,并且便于操作。
常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。
但是,这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。
以日光灯为例,在使用的第一个100小时内,光能将下降15%,随着使用时间的增加,光能将不断下降。
因此,如何使光能在一定的程度上保持稳定,是实用化过程中急需要解决的问题。
另一个方面,环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能,使输出的图像数据存在噪声,一般采用加防护屏的方法,减少环境光的影响。
由于存在上述问题,在现今的工业应用中,对于某些要求高的检测任务,常采用X射线、超声波等不可见光作为光源。
但是不可见光不利于检测系统的操作,且价格较高,所以,目前在实际应用中,仍多用可见光作为光源。
照明系统按其照射方法可分为:背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。
其中,背向照明是被测物放在光源和摄像机之间,它的优点是能获得高对比度的图像。
前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧,这种方式便于安装。
结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上,根据它们产生的畸变,解调出被测物的三维信息。
频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上,照像机拍摄要求与光源同步。
2、图像聚焦形成被测物的图像通过一个透镜聚焦在敏感元件上,如同照像机拍照一样。
所不同的是照像机使用胶卷,而机器视觉系统使用传感器来捕捉图像,传感器将可视图像转化为电信号,便于计算机处理。
选取机器视觉系统中的摄像机应根据实际应用的要求,其中摄像机的透镜参数是一项重要指标。
透镜参数分为四个部分:放大倍率、焦距、景深和透镜安装。
3、图像确定和形成摄像机输出信号机器视觉系统实际上是一个光电转换装置,即将传感器所接收到的透镜成像,转化为什么算机能处理的电信号、摄像机可以是电子管的,也可是固体状态传感单元。
3.1.1感觉处理机器视觉系统中,视觉信息的处理技术主要依赖于图像处理方法,它包括图像增强、数据编码和传输、平滑、边缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。
经过这些处理后,输出图像的质量得到相当程度的改善,既改善了图像的视觉效果,又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。
完成。
1、图像的增强图像的增强用于调整图像的对比度,突出图像中的重要细节,改善视觉质量。
通常采用灰度直方图修改技术进行图像增强。
图像的灰度直方图是表示一幅图像灰度分布情况的统计特性图表,与对比度紧密相连。
通常,在计算机中表示的一幅二维数字图像可表示为一个矩阵,其矩阵中的元素是位于相应坐标位置的图像灰度值,是离散化的整数,一般取0,1,……,255。
这主要是因为计算机中的一个字节所表示的数值范围是0~255。
另外,人眼也只能分辨32个左右的灰度级。
所以,用一个字节表示灰度即可。
但是,直方图仅能统计某级灰度像素出现的概率,反映不出该像素在图像中的二维坐标。
因此,不同的图像有可能具有相同的直方图。
通过灰度直方图的形状,能判断该图像的清晰度和黑白对比度。
如果获得一幅图像的直方图效果不理想,可以通过直方图均衡化处理技术作适当修改,即把一幅已知灰度概率分布图像中的像素灰度作某种映射变换,使它变成一幅具有均匀灰度概率分布的新图像,实现使图象清晰的目的。
2、图像的平滑图像的平滑处理技术即图像的去噪声处理,主要是为了去除实际成像过程中,因成像设备和环境所造成的图像失真,提取有用信息。