关键词： 仿河狸水下机器人   水动力学建模   刚液融合   稳定性分析  

摘要： 随着海洋资源的不断开发利用以及军事上的各种需要,适应于各种水下环境的机器人在海洋资源勘探与军事侦察方面受到了极大重视。水下仿生机器人通过模拟生物的运动模式完成水下的高效运动,实现复杂的水下探测与勘探任务。在生物学上,河狸具有强壮的后肢与有力的尾部,后腿具有宽大的脚蹼。在水下运动时,脚蹼起到主要的推进作用,尾部主要起到稳定躯干的作用,其次起到辅助的推进作用。依靠带蹼后肢与尾部,河狸能够在水下环境中具有极佳的游动能力。目前,仿河狸水下机器人的研究较为有限,对于仿河狸水下机器人的动力学与稳定性研究更是少之又少。仿河狸水下机器人的动力学研究是实现良好运动控制的基础。为探究由两腿部连杆与可弯曲脚蹼构成的后腿的水动力,本课题提出了一种结合机器人刚体动力学与水动力学的刚液融合动力学模型。该建模方法基于牛顿欧拉公式,对河狸机器人后腿的腿部运动学进行外推,并且基于水动力学建立脚蹼上的水动力学模型,结合牛顿欧拉内推公式,计算出髋关节的受力,并通过仿真和实验验证。该建模方法融合了刚体动力学与水动力学,对于具有多关节蹼式推进的机器人的动力学建模具有较好的参考价值。仿河狸水下机器人的尾部仅有一个关节,尾部扁平且宽大,常用的水动力学理论无法推算出其作用力。本课题提出了一种结合水动力学与挠度形变理论的仿河狸水下机器人尾部分段动力学建模方法,能够有效分析其尾部在摆动过程中的动力学特性,并通过仿真与实验对比分析出模型的正确性。结合推进效率与运动稳定性提出了一种用以衡量仿河狸水下机器人尾部运动性能的指标,对其运动性能进行定量评价。最后,基于仿河狸水下机器人后腿与尾部的水动力仿真结果与实验采集数据以及外壳水动力仿真结果,通过Adams仿真软件分析计算获得机器人的整体姿态角变化,结合变重心与变浮心模型(由于随着后腿与尾部的运动,仿河狸水下机器人的重心与浮心会随之改变),由此计算获得恢复力矩与干扰力矩,得到稳定性指标。通过对不同步态下的实验数据与仿真数据计算获得的指标进行对比分析,为仿河狸水下机器人的水下运动控制与运动优化奠定基础。

摘要： Stroke therapy is essential to reduce impairments and improve motor movements by engaging autogenous neuroplasticity. This study uses supervised learning methods to address an autonomous classification via stroke severity labeled data by a clinician. Thirty-three patients with chronic stroke performed a variety of rehabilitation activities while utilizing the Motus Nova rehabilitation technology to capture upper and lower body motion. Based on the minimum, maximum, and mean of the range of motion and pressure as well as the number of movements, force flexion, and extension for each game and session provided from the sensor data. Supervised learning methods were applied to a harmonized dataset of roughly 32,000 patient sessions based on the maximum score per session per game. With this approach using light gradient boosting methods we achieved an average of 94% accuracy with 10-fold cross-validation to prevent overfitting. This thesis shows objectively-measured rehabilitation training, enabling the identification of the stroke severity class with the hopes to have patients have a less severe class in the *** the last 10 years robotic rehabilitation has been utilized in inpatient therapy. Robotic rehabilitation has been shown to be effective in improving the severity of stroke in some cases. In particular, robotic devices can be used to help stroke survivors regain movement, improve their functional abilities and improve depression (11). These devices can provide a high level of precision and repeatability, allowing patients to perform ther- apeutic exercises with greater accuracy and consistency (1). Additionally, because robotic devices can be programmed to provide different levels of assistance, they can be tailored to the individual needs of each patient. This allows for a more personalized and effective rehabilitation in-home program (21).

关键词： 新工科   机器人学   教学改革   教学实践   混合式教学  

摘要： 机器人学是机器人工程专业的一门专业基础课程,其课程体系存在形式单一、结构老化等诸多问题。在“新工科”的背景下,文章结合学校建设高水平应用型大学的办学目标和机器人工程专业人才培养的特色,从课程内容、教学模式、考核方式、教学实践等方面入手,开展机器人学课程改革。在教学内容和课程知识的扩充与优化、线上线下混合式教学模式的构建、理论—实践一体化教学过程的建立以及多方式多手段的课程考核体系建设等方面进行探索与实践,对于培养学生解决工程问题的综合能力,提升工科学生的综合素质与就业竞争力具有重要意义。

关键词： 机构学   机器人学   机器创新   学科交叉  

摘要： 在机器创新发展中,机构与机器人学发挥着举足轻重的作用。随着人类生产生活方式的变革性发展,机构学未来将主要研究和构建行为机构学理论体系,机器人领域则将通过多学科交叉,着重构建和发展共融机器人理论、技术和工程应用体系,为提升国家高端装备设计水平和技术自主可控做出贡献。

关键词： 双足机器人   极限环   分岔与混沌   动力学参数   参数空间  

摘要： 为了研究动力学参数对双足机器人步态的影响,以被动步行平足机器人为研究对象,基于拉格朗日方法和角动量守恒定律,建立系统动力学方程并进行了数值仿真。通过极限环阐述了平足机器人的周期步态;利用分岔理论分析了脚掌、脚跟、质心位置、质量比和斜面角度对平足机器人稳定步态的影响;使用点映射在二维参数空间中追踪了平足机器人的动力学行为。结果表明,平足机器人的能量损耗主要发生在摆动腿与斜面碰撞时;随着脚跟、质心位置、质量比的变化,平足机器人步态出现逆倍周期分岔现象,且平足机器人对脚跟长度、质心位置的变化十分敏感;同时,通过平足机器人在二维参数空间中维持稳定步态的动力学参数组合,以及不同足形对机器人全局稳定性的影响,证明了足形对双足机器人稳定行走的重要性。研究成果为双足机器人的结构设计、节能控制提供了重要依据。

关键词： 智能制造   专业群   实训基地   双元制  

摘要： 为了满足粤港澳大湾区产业转型升级和发展高端装备制造业对技术技能人才的需求,探索校企共建一个集高技能人才培养、教学资源建设、产业合作、职业教育交流、技术研发与推广、技能大赛于一体的智能制造公共实训中心,中心对接工业4.0和中国制造2025,致力于打造独具特色的“双元制”本土化培养模式。中心运行3年以来,在人才培养和社会服务取得了多项国家级成果,丰富了智能制造专业群建设内涵建设,培养了一批企业认可的技术技能人才。

关键词： 制造业转型升级   高端制造业   国家科技创新   机器人产业   经济大省   新引擎   新一代信息技术   深度融合  

摘要： 机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。《中国经济周刊》记者梳理上海、浙江、广东、江苏、山东、福建等经济大省的机器人产业发展数据发现,这些经济大省纷纷依托机器人产业进行制造业转型升级,政策含金量十足,发展势头迅猛,探索出了新一代信息技术与先进制造深度融合的新路径,为中国经济高质量发展培育出了一个新引擎。

关键词： 海参捕捞机器人   吸捕机构   耐压控制舱   静力学分析   推进器   履带驱动系统   流场模拟   水动力学性能  

摘要： 人工捕捞海参不仅劳动强度大,而且作业危险系数极高,高昂的捕捞成本导致海参的市场推广范围较小。采用水下机器人代替人工进行海参捕捞作业已成为研究热点,但受限于海参捕捞效率低、参体损伤大、机器人运动控制精度要求高等因素,目前市场上还没有成熟的海参捕捞机器人。基于此,文中设计一种以海参为主要捕捞对象的履带式水下机器人,根据海参捕捞作业的要求,通过理论计算和数值模拟方法详细设计机器人的吸捕机构、耐压控制舱、推进系统三大关键部件。然后,通过分析与流体的相互作用,创建简化后的机器人有限元模型,对其在流场内水平直航和水平斜航时的水动力学性能进行分析。文中研究工作对机器人的样机制作和成熟推广具有重要的参考价值。