研究并设计了一种能够替代消防人员进入事故现场,集移动、环境检测、无线数据传输、路径规划等多功能于一体的消防侦查机器人。首先对机器人进行总体方案设计;再分别对上位机控制系统、下位机控制系统进行总体设计;最后进行总体性能测试验证,测试结果机器人直线前进的最高速度约为0.55m/s,可实现五档调速;能以0.15m/s的速度爬上30°的斜坡;可越过5.3cm高的障碍;能检测一氧化碳浓度、粉尘浓度、光照强度、温度、湿度五种环境参数,并可实现实时无线数据传输,传输距离最远可达300m;能实现系统所开发的路径规划策略,测试结果满足预期设计的各项性能指标要求,具有一定的实际参考价值。

为了提高中风病人的手功能康复训练效率,降低康复科医生的工作负担,增大病人康复的几率,提出了一种中风病人手功能康复方案,并设计了一款中风病人手功能气动康复训练装置。该装置采用Arduino开发板作为控制核心,在继电器模块、气泵、气阀、按键、OLED屏等模块的协同运作下,协助病人进行手功能康复训练。通过实验证明了该装置的正确性和有效性,且装置操作简单,成本低廉,穿戴舒适,在临床上有广阔的应用前景。

随着机器人工作范围越来越广泛,运行环境情况也更加复杂,为了解决传统刚性连杆多足机器人对环境适应性不足,设计一种采用柔性材料、基于Arduino平台控制的气动仿生四足机器人。机器人本体采用16根气动人工肌肉进行驱动,单腿配置采用菱形布局的4根气动人工肌肉,模拟生物肌肉驱动通过气动人工肌肉组对以充放气实现的拉伸力摆动四足。通过Arduino编程协调16个开关量的先后顺序改变三位五通电磁阀的工作位来控制四条腿的摆动顺序,从而对机器人进行步态规划,并通过相关实验实现了多种步态动作模式。

以当前主流电子原型平台Arduino为开发环境,针对开源3D打印机进行系统设计与开发。确定了一种开源3D打印设备的工作链、软硬件布局及电气控制系统构成,在Arduino平台上构建了该设备的机、电、热集成开发环境,并设计了数字化样机模型。借助工业级3D打印机制造关键零部件和非标件,通过分部组装成功研制了等比例物理样机,在此基础上实现了Marlin固件的编译、烧刻以及样机校准与系统调试。探索并明确了开源3D打印平台的一体化开发流程和实现方法,为开源3D打印技术的应用、创新及推广提供了重要支持。

利用PD独立关节控制原理,研究机器人控制系统建模及控制方法。通过建立输入θd（s）与输出θ（s）的传递函数,分析PID独立关节控制系统的稳态误差、超调量、调节时间等动态性能,并进行MATLAB仿真,结果表明,因受外部扰动信号的影响,系统的实际值与期望值有一定的误差。研究了利用PID控制机械臂的方法,通过计算证明使用该方法可使PID独立关节控制系统稳态误差为零。将该方法应用到Arduino控制的机械臂,通过分析控制系统的反馈值,确定了Arduino控制舵机的旋转角度。实验表明,PID控制方法可有效提高机器人独立关节运动的准确性。

Leap Motion作为近几年推出的人机交互设备,因为其高精度的手部信息捕捉特点,在游戏设计和产品展示领域发挥着很大的作用。对不同的指令设计了相应的数字手势,数字手势被Leap Motion识别后将有关指令通过无线射频传输给Arduino智能车;根据数字手势的特点设计了一种简单而有效的识别算法,成功实现对智能车的远程控制。

文中实现了对delta机械手的手势控制,通过手势各方位移动控制机械手的位置；通过手势倾斜控制动平台圆盘的旋转；通过手势合拢与张开控制机械爪的抓取.

文中介绍了如何运用手势进行3D建模,通过曲度传感器捕获不同手指的曲度来实现在建模中的各种功能,通过编程实现建模的实时显示和生成DXF文件,从而导入现有的三维建模软件.

车牌识别系统是一种新型的服务模式,其利用机器视觉技术对进出的车辆进行识别并且自动放行,实现车辆管理的智能化、无人化。文中提出了一种基于机器视觉的校园车辆出入管理方式,通过视觉对车辆进行识别,相比刷卡和纸票介质这种传统的管理方式,能够实现无障碍不停车出入,大大提高了车辆管理的效率,节省了人力资源。该设计软件部分主要利用LabVIEW进行编写,图像处理算法和数据库利用的是LabVIEW中专门的VISION工具包和Database工具包进行编写,控制部分采用Arduino控制器。

随着的经济的不断发展,人们生活的水平的不断提高,汽车的数量不断增加,伴随而来的是交通拥堵和交通事故频发等交通问题。交通事故的发生,往往带来的是车内人员及行人的伤亡。交通事故的发生往往会产生一系列连锁反应,比如道路的拥堵,更加加剧了伤员的救治、交通事故的处理的困难程度。为此,此课题研发出一种交通事故快速处理原型车的设计。这种设计可以在交通事故发生,交通拥堵的情况下,自动巡航以及自动避开障碍物从拥堵车的底部通过,直达事故现场,利用手动操控液压抬升装置,将事故车辆拖离现场,及时有效的处理交通事故和人员救治。