关键词： FLL工程挑战赛   设计型学习   DBL   教学模式   机器人竞赛  

摘要： 在国家政策的大力支持下,我国机器人教育迎来了快速发展时期。多数开展机器人教育的学校都希望学生能够参加相关机器人竞赛,给学生提供一个展示自己的平台。目前机器人日常教学中的内容与竞赛主题脱节是机器人教学中的最大问题,以机器人竞赛为主题的教学模式创新已经成为我国机器人教育行业的重中之重。本文在深入了解众多中小学机器人竞赛教学方式的基础上,查阅了国内外文献,梳理了设计型学习在教育中的应用现状,结合笔者指导S学校二十多个学生参加2018年FLL工程挑战赛"饮水思源"的实践经验,从赛前、赛中、赛后三个层面出发,提出了基于设计型学习的机器人竞赛教学模式,以期为中小学机器人竞赛的教学过程提供参考和借鉴。

关键词： 投篮   理论计算   matlab  

摘要： 动力学是理论力学的一个分支学科,它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系,其研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。作为工程学科的基础,在研究分析投篮机器人投篮时的篮球动力学对机器人的结构设计有重大的参考意义,本文将以篮球作为研究对象,结合空气动力学与MATLAB等工具,对研究结果进行验证,并得出结论。

关键词： 动力学   拉格朗日   雅可比矩阵   PMSM   飞轮矩  

摘要： 以工业用三自由度机器人为模型进行研究。首先通过拉格朗日功能平衡法来建立机器人的本体动力学模型,然后根据机器人的结构原理图和建立的坐标系推导出机器人的雅可比矩阵,再通过运动学逆解求出各个关节的运动角速度和角加速度。机器人的各个关节都采用PMSM来进行控制,通过PMSM的数学模型,得到电机的电磁转矩与负载转矩之间的联系,并用飞轮矩来表示转动惯量,并将转矩和飞轮矩通过减速器减速比折算到电机轴上,得到系统总的转动力矩,将得到的机器人的本体动力学模型与雅可比矩阵以及PMSM折算后的转矩相结合,就可以得到机器人完整的动力学模型,可以直观地看出电机各变变化与机器人位置以及速度之间的关系。

关键词： 机器人竞赛   南宁市   兴趣小组   中学   侧记   科技   中小学生   大型赛事  

摘要： 5月5日,由自治区教育厅主办的2018年广西中小学电脑机器人竞赛在桂林开赛,全区有1 200支队伍约2 200名中小学生参加此次比赛。南宁市第二十八中学(以下简称南宁二十八中)派出的队伍在比赛中一路过关斩将,最终包揽了VEX-IQ项目初中组的冠军、亚军。南宁二十八中派出的这支队伍成立于今年3月份,主攻VEX-IQ项目,虽然成立只有短短几个月时间,但已在今年上半年自治区级的几次大型赛事中取得令人瞩目的成绩。这是一支什么样的队伍,为什么能取得这样的成绩?带着这些问题,记者近期走进该校一探究竟。

关键词： 家庭服务机器人   中国科协   青少年   竞赛   暑假   视界   技能比赛   贵州大学  

摘要： 2018年7月20日晚，由中国科协主办的第18届中国青少年机器人竞赛暨2018世界青少年机器人邀请赛在贵州大学隆重开幕。本届全国赛共设立五个赛项：主题为“海洋开发”的机器人综合技能比赛、主题为“家庭服务机器人”的机器人创意比赛、主题为“细水长流”的FLL机器人工程挑战赛、主题为“跃上巅峰”的VEX机器人工程挑战赛、主题为“信息时代”的WER工程创新赛。各赛项根据不同的规则，分年龄组进行比赛，通过场地对抗赛、评委问辩等方式产生各赛项不同年龄组的冠军队和各赛项的奖项。

关键词： 旋翼飞行机器人   机械臂   结构设计   动力学建模   空间算子代数  

摘要： 为了实现旋翼飞行机器人与外部环境交互作业,设计了一种带有机械臂的新型飞行机器人系统,并应用空间算子代数理论对计及刚柔耦合多体系统的旋翼飞行机器人系统进行了递推动力学建模。首先,考虑到旋翼飞行机器人的运动状态、质量比与工作需求,设计了一款通过六旋翼飞行器加装2自由度机械臂的新型旋翼飞行机器人系统。其次,采用空间算子代数理论实现基于刚柔耦合的旋翼飞行机器人正向与反向递推动力学建模。最后,通过编制动力学仿真程序和飞行实验对文中所提算法的有效性进行了验证。结果表明:基于空间算子代数的刚柔耦合递推动力学建模方法计算效率高,仿真结果与实验数据基本吻合,具有一定的工程实用价值。

关键词： 外骨骼机器人   动力学分析   行走模式   耦合仿真   力矩  

摘要： 针对人体下肢外骨骼机器人,将其简化为七杆机构,并将人体行走模式划分为单脚支撑模式和双脚支撑模式,然后运用牛顿-欧拉方法分别对两种行走模式进行动力学建模,研究表明,牛顿-欧拉方法在解决多刚体并联机构的动力学问题中,既可以计算各关节的力矩还可以求解杆件的空间受力,计算简便高效,最后,在ADAMS环境下进行动力学仿真,求解出髋关节和膝关节力矩与运动周期的曲线关系,同时在MATLAB中进行理论计算作为对比,结果表明理论计算和仿真结果曲线存在一定的偏差,但基本一致。

关键词： 3-RPS并联机器人   动力学分析   计算力矩控制   不确定性鲁棒控制  

摘要： 运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种基于不确定性系统的鲁棒控制方案,即分别通过基于标称模型设计系统的计算力矩控制器,来镇定标称系统;通过构建Lyapunov函数来构建系统的鲁棒补偿控制器,来消除由于建模不确定性引起的跟踪误差。通过将控制模型导入Simulink中对其控制效果进行验证,其具有较低的稳态误差精度,效果优于计算力矩控制策略。

关键词： 3-RPS并联机器人   拉格朗日方程法   “库伦+粘性”摩擦模型   关节摩擦  

摘要： 以转动副轴线平行布置的3-RPS并联机器人为研究对象,提出一种基于拉格朗日算子修正的动力学建模方法。首先,采用矢量法建立系统运动学模型,基于拉格朗日方程法建立系统理想动力学模型。然后,将关节摩擦视为系统非保守力,基于"库伦+粘性"摩擦模型对关节摩擦所做的功精确量化处理。最后以摩擦所做负功的形式对拉格朗日算子进行修正,建立考虑全部关节摩擦的系统动力学模型。同时对所建立的考虑关节摩擦和忽略关节摩擦的动力学模型进行了仿真对比,结果表明,在一个仿真周期内,移动副1、2、3驱动力的相对误差分别为18.1%、12.6%、16.5%,试验结果为机器人控制系统的摩擦补偿提供了理论依据。

关键词： 并联机构   虚拟样机   关节力矩   仿真分析  

摘要： 提出一种可用于微小零部件装配作业的新的双SCARA并联机器人,其有三个自由度:两个平动和一个转动。利用参数化三维建模软件UG对双SCARA并联机器人进行三维实体建模,同时将模型导入Recurdyn仿真软件,构建双SCARA并联机器人的虚拟样机。通过设置相应的仿真环境和仿真参数进行仿真分析,得出机器人各个关节的驱动力矩随时间变化的曲线,为该并联机器人的控制问题和机构优化提供技术基础。