关键词： 控制   MATLAB   直流电机   机器人竞赛   高等职业教育   教学改革  

摘要： 为提高高职学生对控制类课程的学习兴趣和解决实际问题的能力，该文以机器人竞赛为导向，提炼出控制类课程需要解决的电机精准控制任务，并以该任务为导向设计了5个教学项目，循序渐进地实现了基于MATLAB仿真软件的电机模型的搭建、连续系统下电机模型的分析、连续系统下电机模型的校正以及离散系统下电机模型的搭建、分析与校正过程，同时也融合了思政课程，以期能够全方位提高学生的素质。

关键词： 蛇形臂机器人   运动规划   末端轨迹跟随   模型降噪方法   刚柔耦合  

摘要： 针对超冗余蛇形机器臂在狭小受限空间的运动规划问题，提出了一种基于等效多连杆动力学降噪模型的末端轨迹跟随算法。将蛇形臂视作关节点约束在末端无碰撞路径曲线上运动的多连杆系统，基于虚功率原理推导了该刚柔耦合系统的动力学方程。臂节的长度条件由连杆的轴向刚度保证，并通过模型降噪方法从模型层面滤除高频分量影响，使常规显式算法可用于等效多连杆系统方程的高效求解。采用本文算法可以指定蛇形臂末端或基座根部的速度规律，进而实现蛇形臂沿末端轨迹的运动规划。由于蛇形臂关节被严格限制在可行性轨迹曲线上运动，因此可以实现在狭小深腔环境下的避障运动规划。通过求解平面和空间典型数值算例表明，采用本文所提算法进行蛇形机械臂运动规划时具有足够的计算精度和效率。

关键词： 机器人学   混合式教学   创新思维   高素质复合型人才  

摘要： 深入剖析机器人学课程教育的现状,揭示传统教学模式在理论与实践融合、学生主动性激发以及实践能力培养等关键方面存在的问题。为应对这些挑战,探讨了混合式教学模式在机器人学课程中的创新应用,并提出一系列具有针对性的机器人学课程改革策略,涵盖教学内容与结构的优化调整、增强教学互动性与实践性的方法革新、以及校企合作与协同育人模式的创新应用,构建并实施了多样化的考核方式,通过改进课程设计与实施方式等提升策略,有效促进学生的专业技能提升与创新思维发展。通过这些综合性研究,为机器人学课程教育的改革与发展提供了一定的科学、系统的理论支撑和实践指导,以推动机器人学教育质量的持续提升和高素质复合型人才的全面培养。

关键词： 弹流润滑   RV减速器   摆线针轮   摩擦动力学   动态啮合特性  

摘要： 为了提高RV减速器动力学设计和分析精度,以机器人RV减速器摆线针轮传动机构为研究对象,考虑摩擦学因素,从动力学角度出发,建立混合润滑状态下RV减速器摆线针轮摩擦动力学模型。应用载荷分担理论改进油膜刚度计算公式,提出油膜承载比例函数修正系数以降低Gelinek-Schipper压力与Greenwood-Tripp压力误差,构建混合润滑状态下摆线轮针齿总摩擦系数,引入多齿啮合平均压力角提高分析效率,探讨弹流润滑相关参数对系统动力学性能和摩擦学性能的影响规律。研究结果表明:摆线针轮油膜厚度和摩擦系数受流变指数和环境黏度的影响较大,受输入转速的影响较小。曲柄轴扭转变形和振动比输出盘大,摩擦力使摆线轮的扭转变形增大。选择合适的润滑剂和输入转速,可以减小摩擦系数,降低摩擦力,减缓振动,提高RV减速器的传动稳定性。

关键词： 杏鲍菇   机器人传感器   紫外光照射   机器人学   电压脉冲   培养皿  

摘要： 杏鲍菇肉质白嫩而肥厚,其下隐藏着的真菌网络,不仅能孕育出美味的开胃菜,还能作为敏锐的机器人传感器,帮助科学家操控多种机器人,例如通过轮子前行的机器人,以及一种身体柔软、跳跃向前的星形机器人。在受到紫外光照射时,根状的杏鲍菇菌丝会产生电压脉冲。基于这一过程,在一项发表于《科学·机器人学》(Science Robotics)的实验中,研究人员将电极连接到了在培养皿中生长的菌丝上,引导这些真菌的“触须”来激活机器人的电机。

关键词： 柔索并联机器人   运动学分析   动力学分析   运动仿真   前馈PID控制  

摘要： 高龄化导致的脑卒中运动功能障碍患者需要借助于康复机构等进行辅助康复训练。设计一种辅助运动障碍患者从卧位到站立位基础姿态运动的四索驱并联机器人机构,利用电机驱动绞盘控制绳索伸长缩短辅助人体实现基础姿态的运动,绞盘缠绕处为钢丝绳,钢丝绳下端连接橡皮绳分别牵引在辅助人体运动的关键节点处。对机构进行运动学分析,求解索长与牵引点位置坐标的雅克比矩阵,并对绳索牵引人体达到坐立位、站立位运动过程人体运动角度及角速度进行预定规划。为了考虑橡皮绳弹性的动力学影响,基于拉格朗日动力学进行系统动力学建模,并利用Simulink开展动力学仿真,分析机构牵引人体运动过程中起卧角度、角速度及膝盖屈直角度、角速度的变化规律。在系统动力学模型基础上,应用非线性前馈补偿的PID控制方法对绳索收放长度进行控制,使绳索牵引人体安全、平缓地达到期望轨迹及期望速度,确保人体的舒适性,并利用Lyapunov方法证明控制系统的稳定性。针对有无重力补偿项、柔索变刚度和人体不同质量参数等因素对系统动力学影响进行了仿真,通过对比分析验证了弹性绳作为执行机构的必要性及控制律设计的有效性和稳定性。

关键词： 驾驶机器人   换挡机械手   关节间隙   非线性动力学  

摘要： 车辆测试在汽车制造中起着非常重要的作用，通过使用驾驶机器人进行车辆测试，可以提高车辆测试的效率和准确性。为了研究关节间隙对驾驶机器人换挡机械手动力学性能的影响，对含关节间隙的驾驶机器人换挡机械手进行了非线性动力学建模和特性分析。通过换挡机械手的关节间隙运动学模型得到关节中轴和轴套的相对穿透深度和速度。建立了基于改进的L ankarani-Nikravesh接触力模型（L-N接触力模型）的关节间隙法向接触力模型，并运用修正的库仑摩擦模型进一步描述了关节间隙切向摩擦力。在此基础上，分析了影响换挡机械手机构非线性动力学特性的因素，建立了含关节间隙驾驶机器人换挡机械手非线性动力学模型，分别分析了不同间隙位置、不同间隙数量和多个间隙不同组合状态对换挡机械手末端位移、速度、加速度以及关节接触力等非线性动力学特性的影响规律。结果表明，关节间隙的位置、数量和多间隙不同组合状态等对换挡机械手的换挡轨迹误差和非线性动力学特性有着不同程度的影响。

关键词： 爬壁机器人   参数辨识   摩擦模型   动力学  

摘要： 为提高爬壁机器人越障能力，满足机器人实际壁面高强度工作需求，设计一种4-DOF双足爬壁机器人。机器人采用2×3真空吸盘进行吸附，可实现在壁面上进行全方位攀爬。为计算机器人运动所需的关节力矩，基于一种动力学参数辨识方法，获得机器人准确的动力学模型参数。通过牛顿-欧拉方法获得机器人动力学方程，引入一种可线性化且在速度零点附近连续的关节摩擦模型，将该方程转化为惯性参数的线性函数。基于有限傅里叶级数为激励轨迹，将机器人吸附在垂直壁面上开展辨识实验，得到机器人惯性参数和摩擦模型的辨识结果。对比各关节计算力矩和实际力矩，均方根误差均在0.9以内，皮尔逊相关系数均大于0.9，证明计算力矩非常接近真实值，辨识结果准确。

关键词： 机械臂   统一动力学方程   履带底盘   预紧力  

摘要： 基于目前我国采摘机器人研究的现状,设计了一款以履带移动平台为底盘,装载有机械手臂的履带采摘机器人。同时针对目前对于履带移动机器人的研究往往将移动平台与搭载的执行机构分离开来分别研究其运动性能的现状,以设计的机器人作为研究的对象,分别对机械手臂与履带移动平台建立运动学模型,并对二者进行结合建立整车的统一动力学方程。根据理论分析于RecurDyn中建立了机器人的完整动力学模型,通过仿真实验分析了机械臂与移动底盘在动态干涉下的行驶特性,提出了一种提升车辆在行驶时提高稳定性的方法,通过实验对于提出方法的可行性进行了合理的验证并求出了相关的数值。