关键词： 清扫机器人   线性二次型调节器   机理建模   零部件损坏   协同运动   力和运动   弹性形变   光伏技术  

摘要： 随着光伏技术发展,光伏电站规模的扩大,不少光伏电站开始利用清扫机器人取代工人来进行光伏面板的清扫,挂板式光伏清扫机器人结构简单,工作效率高,可适用于绝大多数场合,是现在较为常见的一类光清扫机器人,但挂板式光伏清扫机器人运行过程中容易会出现上下驱动无法保持同步导致机器人发生偏摆,严重情况下机器人与光伏板间的相会作用力可能会造成零部件损坏甚至机器人从光伏板上掉落,存在较大安全隐患。为了解决这个问题,采用机理建模的方式对挂板式光伏清扫机器人进行研究。基于对上端悬挂装置的弹性形变分析,给出机器人平移和旋转运动的完整描述,并建立了挂板式光伏清洁机器人动力学模型。通过研究机器人与光伏板间力和运动关系,提出了一种基于线性二次型调节器(LQR)的控制方案,以保证机器人的上下端协同运动,抑制偏摆问题,避免机器人卡死的情况发生。仿真结果表明,设计的线性二次型调节器能够快速纠正挂板式光伏清扫机器人的偏摆,具有良好的稳定性,保证机器人平稳运行,为挂板式光伏清扫机器人的控制系统设计提供了理论基础。

关键词： 四足攀爬机器人   SolidWorks   MATLAB Robotics   动力学分析  

摘要： 为了增强高空电网维修作业的安全性与稳定性,设计出一种以猩猩为原型适用于电网攀爬的仿生四足机器人,通过SolidWorks进行三维建模。基于自主设计的新型仿生脊椎、夹持力更大的机械爪以及关节式减速机,使得这种四足攀爬机器人具备一定的伸缩躯干功能,提高了机器人在桁架中的避障能力及高空攀爬的运动能力。利用MATLAB Robotics工具箱研究四足机器人机械臂的运动特性,通过拉格朗日方程对运动的机械臂建立计算难度较低且物理意义明确的动力学方程。对工作的机械臂进行运动学和动力学仿真分析,得到机械臂各关节角度、加速度、角加速度和力矩曲线随时间的变化的过程,且各项数据收敛在正常范围内,满足机器人在高空桁架中行走的安全性与稳定性,验证了方案的可行性。

关键词： 果园机器人   滑动转向   轮胎动力学模型   垂直载荷   动力学仿真  

摘要： 受果园路面起伏及轮胎附着能力变化影响,滑动转向轮式机器人轮胎的垂直载荷及侧向力参数变化大且难以实时估计,针对现有滑动转向控制器设计时对轮胎动力学参数进行简化,从而导致机器人姿态控制稳定性低的问题,本文提出了非铺装路面滑动转向轮式机器人轮胎垂直载荷实时估计方法和轮胎驱动力实时估计及优化分配算法。首先,提出了适用于滑动转向过程静力学计算的理想平面以及基于该平面的四轮垂直载荷估计方法;其次,提出了基于Fiala轮胎动力学模型的小侧偏角侧向力估计方法;再次,建立了滑动转向轮式机器人坡道稳态动力学方程和轮胎实时驱动力估计方法;最后,基于轮胎利用率构造轮胎驱动力最优实时分配模型。为验证本文方法,建立了基于ADAMS的滑动转向轮式机器人动力学模型进行对比验证,并且对垂直载荷以及侧向力估计方法搭建了检测装置进行实际验证。实际验证结果表明,轮胎垂直载荷实时估计方法准确率为95%以上,侧向力实时估计方法准确率为85%以上,基于轮胎垂直载荷以及侧向力的轮胎驱动力优化方法使轮胎利用率从96.25%降低至93.75%,提高了轮胎附着裕量和姿态控制稳定性。

关键词： 激励轨迹优化   动力学参数辨识   混沌粒子群算法   神经网络算法  

摘要： 文中提出了一种改进的混沌粒子群算法以优化机器人的激励轨迹,提高动力学参数辨识精度。首先,构建简化的SCARA机器人的动力学模型,选用改进的傅里叶级数作为激励轨迹并建立其优化目标和约束条件的数学模型;其次,在粒子群算法中引入动态控制参数策略和混沌搜索增强机制以优化调整算法参数和早熟粒子;最后,评估改进算法的寻优效果并利用其优化机器人的激励轨迹,进行基于神经网络的动力学参数辨识。仿真结果表明,所求的激励轨迹曲线平滑,机器人动力学参数辨识精度较高。

关键词： 移动机器人   动力学方程   Udwadia-Kalaba方程   约束违约   Baumgarte稳定方法  

摘要： 约束违约是创建多体系统动力学方程的常见问题。Baumgarte稳定方法是处理约束违约问题的经典方法,但选择合适的Baumgarte参数并不容易。这里基于经典的四阶Runge-Kutta法,通过系统的稳定性分析方法探讨了稳定参数的选择问题,缩小了参数的选择范围。对基于Udwadia-Kalaba方程创建的移动机器人解析动力学模型的仿真结果表明:基于稳定区域参数的修正动力学方程的约束误差明显优于未做修正和基于非稳定区域参数的修正动力学方程的约束误差。因此,证明了所提方法的有效性。

关键词： 机器人学   实践教学   工程认证   新工科  

摘要： 工程认证在推进我国高校工程教育教学改革、提高工程教育质量上发挥着重要作用,“机器人学”“自动控制理论”等实践教学应结合工程认证的核心理念,优化教学设计、教学方法并加强教学实践环节,以培养学生的创新能力。机器人等自动化技术作为新工科的重要组成部分,能为机器人学课程的实践教学研究提供新的视角。文章以工程认证的核心理念为依据,通过改变以往单调的授课模式,增加数字课堂、小组学习和案例实践学习等教学环节,帮助学生更好地学习基础知识,提升自身的创新能力和实践动手能力。

关键词： 机器人   竞赛素养   提升策略  

摘要： 随着科技的发展,中小学机器人竞赛越来越普及.文章分析了学生参加机器人竞赛的常见问题和构建学生机器人竞赛素养体系的必要性,据此提出学生机器人竞赛素养内容:学习与实践、人文与艺术、迭代与创新、沟通与合作、心态与道德、整理与收纳,并提出了相关提升策略,以期更好地实现机器人竞赛的教育价值.

关键词： 智能机器人   机器人竞赛   实力强劲   创新团队   超越自我   传承精神   夯实基础   东北大学  

摘要： “心怀荣耀,即战无不胜。”来自《全职高手》的这句话,与一群年轻人的理念不谋而合。来自东北大学智能机器人创新团队的年轻人在导师贾子熙、闻时光等人的指导下,在机器人竞赛的征程里铸就一个个丰碑。只因他们心怀共同的理想,组建出智能机器人这支实力强劲的创新团队。他们坚持传承精神,砥志研思,在实践中夯实基础,在合作中超越自我,从而推动团队劈波斩浪、一往无前。这群年轻人过一路纷繁雨幕,脚步落在光芒处。他们心怀荣耀,一次次高举起胜利的金杯。

关键词： 机器人学  

ISBN: (纸本)9787302635888

摘要： 本书比较系统地论述机器人学的基本原理及其应用, 介绍国内外机器人学研究和应用的最新进展。全书共6章, 主要内容包括工业机器人的产生与发展、机器人学的位姿几何基础、机器人位姿方程、机器人运动学基础、机器人静力和动力分析、机器人轨迹规划等。

关键词： 串联机器人   参数辨识   候鸟优化算法  

摘要： 针对六自由度串联机器人的参数辨识,提出了一种基于加权最小二乘和候鸟优化算法(WLS-MBO)的动力学参数辨识方法。首先基于串联机器人动力学原理,得到考虑了库伦粘滞摩擦参数的线性化动力学方程。采用五阶傅里叶级数作为辨识激励轨迹,通过机器人控制器驱动关节对激励轨迹进行跟踪,采集机器人运动过程中的关节位置和力矩数据,并通过加权最小二乘法(WLS)得到动力学参数的初始解。利用候鸟优化算法(MBO)对WLS的结果进行二次寻优,以提高动力学参数的辨识精度。实验结果表明:所提辨识方法具有较好的辨识效果,能够进一步提高辨识精度;MBO算法具有更优的全局搜索能力。