关键词： 机器人竞赛   创新实践能力培养   创新意识   团队协作  

摘要： 本文针对国家重点关注的基础研究领域及创新人才的原创能力培养，同时考虑新工科背景下的行业需求，研究了如何通过组织和指导学生参与中国机器人大赛，以提升人才培养的质量，提高大学生的创新实践能力。根据近五年的实践经验，我们发现机器人竞赛对于教师专业技能的提升和学生原创能力的培养具有显著的效果。同时，这种竞赛也对大学生的性格发展产生了积极的作用，对他们的职业规划和长期发展具有深远的影响。

关键词： 四足机器人   动力学建模   参数辨识   最小二乘法  

摘要： 随着科技的不断进步以及研究的不断深入,四足机器人在人们的日常生活中有着越来越多的应用,这也对其控制精度提出了更高的要求。在四足机器人的研究和应用中,精确的动力学模型可以实现有效的控制策略。当我们获得机械系统准确的动力学模型,就可以使得其控制精度更高,尤其在进行腿足控制时,可以提高轨迹跟踪的精度。本文主要做的工作在于对四足机器人单腿进行动力学建模以及参数辨识,并在最小二乘法的基础上进行了改进。 要进行参数辨识,首先需要对四足机器人单腿进行数学建模,本文通过牛顿-欧拉法进行动力学建模,求解各个杆件之间力与运动的递推关系,求解最小惯性参数,将机械腿的惯性参数进行重组,从而把动力学方程转换成线性方程组的形式,此时将参数辨识问题转化为方程组的求解问题,为进一步的参数辨识提供数学基础。 接着对动力学模型参数辨识算法进行阐述,首先介绍并推导了基于最小二乘法的参数辨识,为了提高辨识精度,提出了一种基于最小二乘法的迭代循环辨识方法,这种优化算法主要的改善之处在于将摩擦力分解为两部分:线性部分以及非线性部分,通过循环不断对摩擦力进行拟合,从而得到更加精准的动力学模型,提高辨识精度。 运用Solidworks软件对四足机器人单腿进行建模,然后将模型导入仿真环境,通过Adams和Matlab搭建控制器进行联合仿真实验,观察辨识效果,仿真动力学模型的准确性以及算法的可行性后,在四足机器人实验平台进行参数辨识与验证实验。 在实际的实验过程中,获得的电流值抖动较大,较多噪声会影响辨识结果,需要对采集的信号进行滤波再代入参数辨识。获取输入输出后,分别通过最小二乘法以及优化算法进行参数辨识,观察两种方法获得动力学参数的差异,并随机生成一条新的运动轨迹验证两组参数的精度。试验结果表明,在辨识过程中,摩擦力对辨识结果的影响较大,准确的动力学参数是参数辨识的关键,可以提高模型的预测能力和控制精度,与传统的最小二乘法相比,优化算法确实可以提高动力学模型参数辨识的精度。

关键词： 上海交通大学   获奖作者   SCI论文   部级科研项目   智能制造技术   风采展示   机器人学  

摘要： 丁烨上海交通大学教授,国家优秀青年基金获得者,洪堡学者。主要从事机器人学与智能制造技术研究,主持国家/省部级科研项目7余项,在Transactions of the ASME (26篇)、IEEE Transactions、Robotics and Computer-Integrated Manufacturing、International Journal of Machine Tools and Manufacture、《中国科学:技术科学》等期刊发表SCI论文80余篇。

关键词： 机器人   三角形厚板单元   刚柔耦合   多体动力学  

摘要： 针对含柔性动平台的空间并联机器人刚柔耦合问题,基于Bézier三角形与绝对节点坐标法提出一种高阶柔性三角形厚板单元模型和连续性约束条件,基于该模型分析动平台变形状态及其对系统动力学特性的影响。利用自然坐标法与绝对节点坐标法建立刚柔耦合系统动力学模型,通过引入板单元第4个面积坐标的二阶梯度来描述厚度方向上的变形并解决泊松闭锁问题,结合广义-α法与牛顿迭代法求解动力学方程,并对系统静力学模型和动力学模型进行仿真分析。结果表明,动平台在运动过程中产生的周期性凹陷变形对机器人空间位姿的影响与机构布局方式、质量分布和负载作用方式完全一致,系统刚性构件与柔性动平台的运动耦合方式符合多体动力学模型的非线性规律;运动轨迹误差低于1.2×10^(-12)mm,动力学方程和约束方程迭代误差均小于设定阈值10^(-6)和10^(-14),求解精度能满足工程应用要求;基于不同参数开展仿真对比分析,验证了所述方法的有效性和通用性。

关键词： 四足机器人   结构设计   动力学仿真  

摘要： 为了提高四足机器人的结构稳定性和运动灵活性,文章对四足机器人的结构设计和动力学控制进行了研究。首先,参考当前已有机器人的结构,对四足机器人整机进行设计,并通过SoildWorks软件进行三维建模。其次,对四足机器人的正逆运动学进行分析,作为基础控制。再次,对机器人单腿动力学方程进行求解,并在ROS+gazebo的虚拟物理环境下进行动力学仿真。最后,通过机器人运动的误差分析,验证其结构和控制方法的可行性。

关键词： 空间机器人   捕获   空间目标   动力学与控制  

摘要： 空间目标的在轨捕获是航天器在轨服务的重要内容,无论是太空碎片清理还是对航天器进行维修等,都首先需要解决捕获这个极具挑战性的问题.本文对空间机器人捕获空间目标的动力学与控制问题进行综述,首先介绍国内外主要的空间机器人计划,然后介绍捕获前、捕获中、捕获后三个阶段的动力学与控制问题,寄望于本文内容能够对从事空间机器人技术研究的学者有所裨益.

关键词： 方案竞赛   中国香港   机器人学   日建设计   一站式   生命科学   未来发展前景   概念设计  

摘要： 领先于时代的租赁式工厂2017年,日建设计与中国香港王董建筑师事务有限公司携手在国际设计方案竞赛中脱颖而出,并作为工业建筑顾问负责本项目的概念设计和方案设计。本项目配备了可一站式实现研发、生产和物流的新一代生产基地,吸引着众多具有发展前景的租户入驻。项目初始就设定了具有挑战性的目标,将目标租户设定为生命科学和机器人学等未来发展前景较好的五大领域的初创企业。

关键词： 机器人学   多旋翼无人机   国际学术期刊   科研团队   科普知识   机器人领域   飞行失控   破解  

摘要： 北京航空航天大学科研团队历经多年研究,在多旋翼无人机容错控制技术方面取得重要突破,为上述难题找到答案。相关成果近日在机器人领域重要国际学术期刊《IEEE机器人学汇刊》发表。

关键词： 柔性机械臂   机器人运动学   机器人动力学   动力学模型   多体动力学  

摘要： 刚性机械臂由于其较高的工作精度和重复性、较强的承载能力,已广泛应用于危险或相对单一、重复性高工作场景.但刚性机械臂的结构及运作方式不够灵活,无法适用于不定型、非标准、狭窄空间等生产场景.最近几年,柔性机械臂因其结构柔性、作业空间大、人机交互安全等优点而受到广泛关注,有希望应用于医疗、服务和智能制造等领域.但柔性机械臂结构柔软,运动比较自由,在作业过程中柔性效应不可忽略,这对其高精度控制提出了重大挑战.柔性机械臂控制的核心科学问题之一是建立包含结构柔性特征和动态特性的高精度动力学模型.为此,本文对柔性机械臂运动学建模和动力学建模研究进行了综述.作为动力学建模的基础,本文首先综述了柔性机械臂的运动学建模方法,主要介绍了曲率法、伪刚体运动学(PRB)方法、基于Cosserat杆的运动学建模方法、结构几何分析方法、Denavit-Hartenberg(D-H)法及坐标法、数据驱动和机器学习方法等.随后,本文详细综述了柔性机械臂的动力学建模方法,主要包括集中参数系统法、假设模态法、有限元法.最后,本文简述了目前柔性机械臂动力学研究的主要内容,并对未来研究做出展望.