摘要： [in Japanese]

关键词： Sensory-motor control   evolutionary robotics   reality gap   micro air vehicle  

摘要： One of the major challenges of evolutionary robotics is to transfer robot controllers evolved in simulation to robots in the real world. In this article, we investigate abstraction of the sensory inputs and motor actions as a tool to tackle this problem. Abstraction in robots is simply the use of preprocessed sensory inputs and low-level closed-loop control systems that execute higher-level motor commands. To demonstrate the impact abstraction could have, we evolved two controllers with different levels of abstraction to solve a task of forming an asymmetric triangle with a homogeneous swarm of micro air vehicles. The results show that although both controllers can effectively complete the task in simulation, the controller with the lower level of abstraction is not effective on the real vehicle, due to the reality gap. The controller with the higher level of abstraction is, however, effective both in simulation and in reality, suggesting that abstraction can be a useful tool in making evolved behavior robust to the reality gap. Additionally, abstraction aided in reducing the computational complexity of the simulation environment, speeding up the optimization process. Preeminently, we show that the optimized behavior exploits the environment (in this case the identical behavior of the other robots) and performs input shaping to allow the vehicles to fly into and maintain the required formation, demonstrating clear sensory-motor coordination. This shows that the power of the genetic optimization to find complex correlations is not necessarily lost through abstraction as some have suggested.

关键词： 焊接机器人   动力学   仿真研究  

摘要： 在现代制造行业中焊接是一项十分重要的工艺,其应用领域十分广泛.与传统焊接技术相比较,焊接工业机器人在进行焊接处理的过程中拥有着安全、稳定、可靠、高效等优势.为了使得焊接机器人可以正常完成焊接工作任务,则需要对焊接工业机器人的动力学进行研究,通过控制程序来使得焊接工业机器人完成焊接工作.主要针对焊接工业机器人的动力学进行研究.

关键词： 机器人   魏德米勒  

摘要： 2017年10月,中国首家机器人学院——佛山机器人学院正式落地中国,作为德国汉诺威机器人学院唯一海外授权的机构,它将是"中国制造2025"对接"德国工业4.0"的示范平台。魏德米勒作为佛山机器人学院的第一批合作伙伴,与其形成了战略联盟,借助这个全新的平台,为机器人行业的客户展示全套应用解决方案,将魏德米勒的优质的产品和服务推向周边区域进而辐射全中国,助力客户和行业实现进一步的产业升级。亚洲区执行副总裁赵鸿钧先生,工业以太网和SAI产

关键词： 机械结构   运动学   动力学  

摘要： 软体机器人可以模仿软体动物,如章鱼、象鼻、蚯蚓等。软体机器人能够模仿动物运动模式,适应人类不能到达的环境。模块化机器人具有相对独立性、互换性和通用性的特点。因此,本文研究软体模块化机器人。根据国内外软体机器人的研究现状,分析了实验室中历代机器人优缺点,受到仿生学启发,结合生物蠕动运动的特点,设计了一种新型软体模块化机器人单元模块,主要创新点在于采用形状记忆合金作为转向驱动器,单元模块具有柔韧性,通过协调地控制四根形状记忆合金丝实现转向机构的伸缩或向任意方向弯曲,机构能到达空间中大部分位置。单元模块共有3个自由度,具有运动灵活、结构紧凑、对接可靠稳定的优点,最后,介绍了两个模块所组成构型拓扑以及多个模块构成拓扑构型。建立了软体模块化机器人单元模块的运动学模型,采用分段常曲率法,借鉴D-H法思想,提出基于伪刚体的D-H建模方法和形状记忆合金线驱动模型,描述驱动线运动速度与末端执行器运动的线速度、角速度之间的映射关系。基于Adams软件,单元模块进行了伸缩运动和弯曲运动仿真。通过对比多种动力学建模方法的优缺点,选择凯恩方法建立软体机器人的动力学模型;其次,通过受力分析,建立了软体机器人的凯恩动力学方程和单元模块截面的动力学平衡方程;通过Kelvin模型来描述硅胶的粘弹性;最后,基于Adams软件分析了单元模块动力学仿真。最后,对软体机器人末端模块进行轨迹规划。

关键词： SCARA机器人   运动学   轨迹规划   动力学   仿真分析  

摘要： 随着生产自动化程度的提高,机器人在工业生产中的应用愈加普遍。四自由度SCARA机器人是工业机器人中应用很广的平面装配机器人。本文根据课题设计了一种四自由度SCARA平面装配机器人。围绕SCARA进行本体结构设计,并且基于ADAMS软件对SCARA进行运动学和动力学的建模与模拟,验证设计的合理性。论文的主要研究内容包括:(1)根据课题的要求对SCARA机器人进行本体结构设计,对关键零部件选型并计算,同时确定了传动方案。然后利用Solidworks软件遵循自下而上的原则构建SCARA机器人的实体三维模型。最后利用ANSYS有限元软件对大臂和小臂的受力进行分析,验证大臂和小臂满足设计要求。(2)通过D-H方法和齐次坐标变换理论,分析SCARA机器人的结构参数,建立运动学模型,对正运动学和逆运动学求解。基于运动学的求解,讨论了 SCARA机器人在关节空间的轨迹规划问题。使用Matlab软件中机器人工具箱建立机器人运动学简化模型,对正运动学进行模拟分析,得到各关节角度位移、角速度、角加速度随时间的变化曲线,同时得到了机器人末端的轨迹,从而验证了数学模型建立的正确性。(3)在运动学分析的前提条件下,对SCARA机器人的动态性能进行理论分析。通过对比机器人常用的动力学建模方法,选择拉格朗日方法对SCARA机器人进行动力学的建模。(4)利用虚拟样机技术,将Solidworks软件建立的三维模型导入到ADAJMS软件中。通过ADAMS分析软件对SCARA机器人进行运动学和动力学仿真分析,得出各关节仿真结果,根据各关节的力、速度、加速度曲线以及受力分析来验证设计的合理性和实用性。结果表明经过仿真获得的参数与实际参数很接近,证实了建立的运动学和动力学方程结果的正确性以及结构设计的合理性。对运动学和动力学的分析可以为机器人的可靠性设计提供了理论基础,同时对结构进行优化,发现设计中存在的问题,提高传动精度。

关键词： LEGO robotics   play   inclusion   children   physical disability   autism   inclusive STEM   underserved youth   elementary school   robotics  

摘要： Purpose: Youth with disabilities are under-represented in science, technology, engineering, and math (STEM) in school and in the workforce. One encouraging approach to engage youth's interest in STEM is through robotics;however, such programs are mostly for typically developing youth. The purpose of this study was to understand the development and implementation of an adapted robotics program for children and youth with disabilities and their experiences within it. Method: Our mixed methods pilot study (pre- and post-workshop surveys, observations, and interviews) involved 41 participants including: 18 youth (aged 6-13), 12 parents and 11 key informants. The robotics program involved 6, two-hour workshops held at a paediatric hospital. Results: Our findings showed that several adaptations made to the robotics program helped to enhance the participation of children with disabilities. Adaptations addressed the educational/curriculum, cognitive and learning, physical and social needs of the children. In regards to experiences within the adapted hospital program, our findings highlight that children enjoyed the program and learned about computer programming and building robots. Conclusions: Clinicians and educators should consider engaging youth with disabilities in robotics to enhance learning and interest in STEM. IMPLICATIONS FOR REHABILITATION Clinicians and educators should consider adapting curriculum content and mode of delivery of LEGO (R) robotics programs to include youth with disabilities. Appropriate staffing including clinicians and educators who are knowledgeable about youth with disabilities and LEGO (R) robotics are needed. Clinicians should consider engaging youth with disabilities in LEGO (R) to enhance learning and interest in STEM.

关键词： 四足机器人   混联机构   动力学   动载协调   ADAMS仿真  

摘要： 本课题提出一种具有混联腿部结构的新型四足机器人,引入张量分析理论和旋量理论,构建了该混联四足机器人对于广义输入的逆向协调方程。以整机的防滑性能作为优化指标,利用遗传算法进行了协调计算,并基于该协调方法求取了整机动力学。本课题还基于旋量理论和李群李代数方法结合张量分析方法提出了求解运动学的方法,为分析机构的运动学构建了新思路,具有一定的理论价值和指导意义。首先,对混联腿部机构进行了运动学分析,得到了腿部机构运动学反解模型以及正解求取方法,并对正解算法进行了验证。对四足机器人整机进行了运动学求解时直接利用坐标变换规则将整机运动学问题转化为了单腿运动学问题,简化了整机运动学求解过程。提出了单腿的动力利用率指标,利用遗传算法对单腿机构的关键结构参数进行了优化分析;针对单目标优化结果中存在的问题,引入加权综合指标作为适应度函数,并改变了单腿机构关键结构参数的组成,对单腿结构参数进行了进一步的优化。结果表明,改进的优化算法能够得到综合性能更加良好的优化结果。分别利用拉格朗日方法和牛顿欧拉与影响系数结合的方法对腿部机构进行了动力学求解。利用MATLAB对腿部机构运动学与动力学进行了计算,并利用ADAMS虚拟样机仿真软件,对单腿机构的运动学和动力学进行了仿真分析,得到结果与MATLAB计算结果一致,验证了样机的正确性及运动学与动力学建模的正确性,为进一步的运动及动力控制奠定了基础。最后,将四足机器人各支撑足端点受力作为机器人的广义输入,引入反对称张量构建了整机逆向协调方程,并拟定了机器人动载荷,以各支撑足端点受力与地面法线方向的夹角作为评价机器人防滑性能的指标,利用遗传算法对支反力进行了协调优化;基于牛顿欧拉方法和理论力学中相对运动的转换方程,求取了整机动载,并利用上述协调优化方法结合牛顿欧拉法求解了整机动力学;并求取了各足端点支反力与地面法线方向夹角的变化曲线,分析了整机运动中存在的问题,结合整机步态对该问题进行了分析。本课题的研究为该新型四足机器人的运动和动力控制奠定了基础,并且对于混联机构及混联构型四足机器人的运动及动力学研究具有一定的参考意义。

关键词： 机器人学  

ISBN: (纸本)9787115449832

摘要： 本书主要介绍机器人学的一些基本理论，包括对机器人的发展历程、机器人的结构和行为、机器人技术以及相关的实例讲解。本书是在iRobot平台上对一系列的机器人实例进行讲解和实现，书中采用独特的讲解模式，循序渐进地为读者揭秘有关机器人的各项内容。

关键词： 乡镇高中   普通生   机器人竞赛   辅导  

摘要： 中小学机器人竞赛活动已经开展多年,通过训练与参赛可以培养学生的创新精神、合作能力与竞争意识,提升师生的综合素质,机器人教学也逐渐走进了学生的视野和课堂教学之中。我校从2010年起开展机器人竞赛辅导,起步较晚,但近年在虚拟机器人的三个项目和智能垃圾分类(实体)项目上连续取得省一等奖的好成绩。笔者认为对于大多学校来说,作为乡镇高中在资金投入不多,学生基础不理想,竞赛支持环境不优越的条件下,我们取得成功的做法更值得借鉴和推广。