关键词： 移动机器人   摇臂   越障性能   动力学  

摘要： 为提高移动机器人在复杂地形环境中的越障性能，提出一种被动式越障的六轮摇臂移动机器人。针对爬台阶问题对机器人的越障性能进行研究，从几何条件分析得到机器人不发生底盘托底现象时结构参数与越障高度之间的关系，并分析机器人的关键越障过程，建立了前轮、中轮、后轮的越障动力学模型，根据动力学模型分析机器人速度、加速度、附着系数以及重心位置等因素对轮毂电机输出转矩的影响。基于样机实验与ADAMS仿真软件验证了机器人的通过能力，并得到了机器人轮毂电机的输出转矩曲线，指导电机选型。研究结果表明，针对爬台阶问题该机器人具有良好的通过能力，为提高机器人在复杂地形中的越障性能提供了设计参考。

关键词： 机器人   动力学   力/位控制   联合仿真  

摘要： 为了提高两栖仿海龟机器人行走的稳定性,对其进行动力学建模,并基于PID (proportional integral derivative,比例积分微分)反馈控制策略提出了一种力/位控制模型。首先,根据机器人的运动学模型,得到了支腿的变换矩阵和雅可比矩阵,并利用虚功原理建立了足端与液压缸之间的力传递模型。然后,利用拉格朗日法对机器人进行动力学建模,推导了支腿的动力学方程,同时进行了动力学仿真,并将实时的足端受力导入动力学方程进行计算,验证了动力学模型的正确性。最后,搭建了液压仿真模型,并在ADAMS-AMESim-MATLAB联合仿真环境中开展了机器人运动仿真。仿真结果显示:与纯位置控制模式相比,力/位控制模式下机器人膝关节的转动更加平稳,液压缸的动力输出更稳定且功耗更小。研究结果对提高机器人运动的稳定性、增强运动控制系统的鲁棒性和提高液压系统的总效率具有借鉴意义。

关键词： 机器人学导论   应用型本科院校   教学改革  

摘要： 本文对比国内外先进大学机器人学导论课程开设情况,结合贵州理工学院实际情况,从课时安排、教学内容、实践环节等方面分析机器人学导论教学中存在的问题,并从调整教学内容、改进教学方式、利用仿真软件等角度提出符合应用型本科院校实际情况的教学改革方案,希望以此来更好地激发学生学习机器人学课程的兴趣,调动学生学习积极性,为提高本科生的培养质量打下良好的基础。

关键词： SLAM技术   巡诊送药竞赛机器人   Gmapping算法   AMCL  

摘要： 根据中国机器人大赛竞赛要求,基于SLAM技术,设计了一台巡诊送药竞赛机器人,该机器人以STM32为控制核心,通过搭载视觉识别模块、导航定位系统、语音播报模块、直流电机驱动器和舵机控制器构建了巡诊送药竞赛机器人的控制系统。机械系统包括机器人底盘系统和抓药执行机构。根据比赛规则,设计了相应的控制算法,实现了医疗机器人的竞赛功能。

关键词： 职业技能竞赛   机械行业企业   模拟生产   浙江省温州市   制造业自动化   运维   智能化转型  

摘要： 2022年全国行业职业技能竞赛一一机械行业首届工业机器人系统运维员职业技能竞赛总决赛于2023年1月14日至16日在浙江省温州市隆重举办。本次竞赛紧贴装备制造业自动化、智能化转型升级需求,打造智能产线模拟生产场景,得到了全国机械行业企业和院校的广泛关注。

关键词： 下肢外骨骼机器人   动力学模型   仿真  

摘要： 下肢外骨骼机器人是一种仿人体下肢运动的机械助力和辅助系统,外骨骼的动力学模型对机械装置和控制算法的设计具有重要的影响。基于一种电机驱动的下肢外骨骼机械结构,在人体矢状面内建立了外骨骼的七杆机构,在求解关节力学性能参数的过程中,采用拉格朗日动力学方法建立了单脚站立、双脚不完全触地站立两种步态下的力学方程,求解得到了各关节的力矩方程,并利用ADAMS动力学平台仿真了外骨骼机器人的行走过程,求解得到了步态周期中髋部和膝部的力矩变化曲线,仿真结果为下肢外骨骼的优化设计及控制策略分析提供了有力支撑。

关键词： 核磁共振兼容   穿刺活检手术   机器人   H∞控制  

摘要： 脑瘤是影响国民健康状况的重大难题。为了确定脑瘤的发展程度,以确定下一步治疗方案,通常需要对脑瘤组织进行穿刺活检手术。由于核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)对软组织有更好的分辨率,常用来检测脑部肿瘤。因此,针对MRI兼容的机器人的相关研究是非常必要的。本文基于一种核磁共振兼容的液压驱动穿刺手术机器人,根据液压连通器的原理,推导了该机器人的运动学模型,并基于流体力学的相关理论,得到了该机器人的动力学模型。为了精确控制所设计的机器人系统,根据H∞控制理论设计了该液压驱动系统的状态反馈H∞控制率,使机器人可以快速、稳定地跟踪目标信号。最后,通过实验研究,该机器人系统的综合定位精度为0.56 mm,在x轴、y轴、z轴、俯仰轴和横滚轴上的平均定位精度分别为0.41 mm、0.6 mm、0.67 mm、0.886°和1.17°。研究结果验证了机器人辅助定位穿刺针的性能,所建立的动力学模型和控制方法对穿刺机器人的控制算法研究有一定的参考价值。

关键词： 碟型弹簧   模态分析   谐响应分析   有限元  

摘要： 碟形弹簧是机器人快换装置的重要减振元件,主要起到了隔振与锁紧支撑的作用。由于机械臂的应用范围广泛,会受到各种各样的振动载荷的作用,碟形弹簧也不可避免地会产生相应的振动效应,为保证碟簧的使用安全和延长碟簧的使用寿命,需要对碟簧进行进一步的动力学分析。结合碟形弹簧在快换装置中的受载情况,使用有限元方法对单片碟簧和双片叠合碟簧进行相关的动力学分析,包括模态和谐响应分析,找出各自的破坏点,绘制出破坏点的的频率-位移响应曲线和频率-应力响应曲线,通过对仿真结果进行比较和分析,找出两组碟簧在共振时的危险节点。该研究结果为工程应用中碟簧的选型提供设计依据,并在碟簧的减振和隔振措施中提供有价值的数据和新的方法。

关键词： 机器人学实验   联合仿真   虚实结合   教学平台  

摘要： 机器人学实验课程在“新工科”建设的背景下具有重要的意义。针对目前机器人学实验课程的零散化,提出基于软件联合仿真的虚实结合实验教学平台。实验教学平台建设以软件联合仿真为基础,将软件仿真虚拟平台和实体六轴机械臂进行连接,实现虚实结合的实验设计,为机器人专业学生提供了理论应用到实际的实验平台,取得显著的教学效果。

关键词： 模块化可重构机器人   构型分类   动力学建模   结合面建模   动力学控制  

摘要： 模块化可重构机器人由于其构型多变,运动形式丰富等特点,可以在非结构化环境或未知环境中执行任务,在最近几年迅速成为机器人研究领域的前沿和热点.模块化可重构机器人在军事、医疗、教育等众多工程领域具有广泛的应用前景,其典型代表包括仿生多足模块化机器人、模块化可重构机械臂、晶格式模块化机器人等.模块化可重构机器人丰富的构型设计、多样的连接特征、不断拓展的应用范围,给动力学建模与控制带来了很多挑战和机遇.本文首先阐述了模块化可重构机器人的研究背景和意义,并概述了其构型分类与设计、构型描述与运动学建模方法.随后,本文系统回顾了模块化可重构机器人动力学研究中相关问题的最新进展,包括:(1)系统整体动力学建模;(2)结合面以及对接机构动力学建模;(3)基于动力学模型的控制方法.本文最后提出了模块化可重构机器人动力学研究中若干值得关注的问题.