关键词： 初二学生   劳动技术教育   全国中小学生   空气净化系统   电脑通   创新大赛   机器人竞赛   医疗设备   汽车科技   超临界水  

摘要： 近几年,“雾霾”被越来越多的人熟知,早晨拉开窗帘“雾里看花”的场景,也许大部分人都经历过。面对人人头疼不已的雾霾,北京师范大学株洲附属学校初二年级的冯嘉睿和它较上了劲,并凭借作品“雾霾空气净化系统”在“第七届全国中小学生劳动技术教育创新作品展评活动”中斩获发明类金奖。

关键词： 机器人   关节柔性   动力学   钻削力   仿真  

摘要： 工业机器人大多是由一系列连杆通过关节串联在一起的结构,因此刚性不足。进行制孔时,机器人容易受到切削力的作用产生振颤,影响到制孔精度。为进行机器人制孔过程动力学仿真,考虑机器人关节的柔性,将其简化成有刚度、阻尼的线性扭转弹簧,建立机器人动力学模型;采用数学分析和经验结合的方法,建立标准麻花钻的钻削力预测模型。以钻削力为末端外载荷,将两种模型联合,进行Simulink仿真。仅考虑制孔系统末端在钻头进给方向的动态变化,其导致进给量、钻削力的动态变化,这些将对机器人系统以及制孔质量产生影响。在某一位姿进行仿真,不同的钻削速度将会产生不同形式的关节变形以及钻削力变化,进而推测制孔系统振动效应,对提高机器人系统稳定性,提高制孔质量和精度有一定指导意义。

关键词： 助行训练   骨盆平面机构   凯恩方法   动力学  

摘要： 为了辅助偏瘫病人完成行走训练,提出了一种助行训练机器人骨盆位姿控制机构,根据该机构的原理和组成,利用凯恩方法建立了骨盆平面机构的动力学方程,并根据骨盆位姿的运动规律进行了运动学仿真计算,得到了机构运动杆件的位移、速度和加速度曲线。通过解算动力学方程得到了驱动力曲线。计算结果表明:该骨盆位姿控制机构能够实现人体骨盆的位姿控制,通过控制x、z方向的移动机构和骨盆平面机构两个杆的伸缩,可以实现人行走训练时骨盆四个自由度的运动。

关键词： 行为动力学   操作机器人   轴孔装配   吸引子   排斥子   位姿调整  

摘要： 将移动机器人行为动力学理论扩展到操作机器人三维空间,并应用到机器人轴孔装配中。把轴孔装配过程分为趋向装配目标阶段和装配阶段。在趋向装配目标阶段,分别建立趋向装配目标点和避障的行为动力学模型,并将两种行为耦合构成机器人整体的竞争动力学模型;在装配阶段,建立末端执行器姿态调整动力学模型,并推导了侧向误差计算公式;在整个装配过程,利用宏/微平台和视觉/力觉伺服,对轴进行位姿调整,使其满足装配条件。仿真和试验结果表明:在行为动力学方程的控制下,末端执行器在避开障碍物的同时,安全有效地到达装配目标点,顺利完成轴孔装配,证明方法的有效性。

关键词： 四足机器人   对角小跑步态   非连续约束   质心运动定理   动力学  

摘要： 将四足机器人对角小跑步态周期分为摆动相和支撑相,采用D-H坐标法进行四足机器人运动学建模分析,提出基于质心运动定理分析腿机构处于支撑相的足端非连续约束力,通过力雅可比矩阵建立足端约束力与关节广义驱动力的映射关系。考虑足端与环境间的非连续约束,建立了具有变拓扑机构、非连续约束等特征的四足机器人非线性动力学模型,并通过虚拟样机仿真验证了动力学理论分析的正确性,为提高四足机器人非结构环境的机动性和动态稳定性研究提供了参考。

关键词： 机器人   动力学   多运动模式   仿真  

摘要： 针对多运动模式机器人单个可变形腿动力学问题进行系统研究,利用Kane动力学分析方法,建立了机器人单个可变形腿的逆动力学模型;借助Maple软件进行仿真,结果表明所建模型的正确性和有效性,可用于单个可变形腿运动控制器的设计;分析了关节转动速度和转动加速度对驱动力矩产生的影响,并分析了各关节驱动力矩中惯性力矩、向心力矩、哥氏力矩及重力矩所占的比例,分析结果有助于进一步规划机构的运动,优化机构设计和选择适当功率的电机。

关键词： 實作競賽   機電整合課程   實作技能   機器人競賽  

摘要： 本文目的主要阐述参与机器人实作竞赛所获得的教学启发，而以宜兰大学生物机电工程学系的改制校史，对应於实作竞赛与机电整合课程进路的变革历程，提出一套具体可行的教学训练方法，以激发学生的学习动机并启发及培养学生的创思性实作技能。本文以第十五届全国大专院校创思设计制作竞赛为例，说明师生团队在准备过程中互动式教与学所获得经验技术及方法，而这样教学方式是以「学」与「术」教育方式整合科学知能与工程实作技能。经过十年教学历程实证，我们确信实作技能与学理教育之间是可以共同互补并进。

关键词： Robots   Robotics   Feedback   Sensor networks   Optimal control   Errors   Stochastic processes   Chain   Approximation  

摘要： This tutorial paper presents the expositions of stochastic optimal feedback control theory and Bayesian spatiotemporal models in the context of robotics applications. The presented material is self-contained so that readers can grasp the most important concepts and acquire knowledge needed to jump-start their research. To facilitate this, we provide a series of educational examples from robotics and mobile sensor networks.

关键词： Meta-Analysis   Teams   Autonomy   Disproportionate Representation   Intelligent systems   simulating   DARPA   robotics   Trials   experimentation   design process  

摘要： The DARPA Robotics Challenge trials offer insights into how the robotics community approaches the design of intelligent systems and the role of supervision and simulation. A survey of the teams suggests that the design process may be hampered by the lack of a recognized canon of intelligent design principles and references and by the underrepresentation of artificial intelligence experts on the teams. The teams generally approached supervision and simulation as a fine-grained execution approval activity rather than as task rehearsal for the entire action sequence.

关键词： Technology emergence   Care robotics   Bibliometric analysis   Network analysis   Patent and publication data  

摘要： Care robots are a means to support elderly people affected by physical or mental handicaps to remain as autonomous as possible or regain already lost autonomy (e.g. running stairs). They also support care-takers when working with handicapped. We review the emergence of care robotics technology and particularly offer answers to two research questions: Which organizations and individuals in which countries have been and are active in research and development? How has research and development emerged with regard to activity focus, intensity levels and cooperation? The analysis rests on the PATSTAT patent and ISI Web of Science publication data. Bibliographic and network analyses are conducted on country, organization (i.e. universities and firms) and individual levels. We find that care robotics research and development activities constantly increased since the late 1970s. Today Japanese universities and firms are the most active players, while in early stages US and European organizations pioneered care robotics research. Starting from six disjunctive small networks, several highly interconnected care robotics research networks evolved. However, most cooperation clusters are still found within the same country. Only few international hubs emerged. Among them two arose around Japanese organizations (ATR, AIST) and Carnegie Mellon University, US. (C) 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.