关键词： 机器人工程   厦门理工学院   焊接机器人   工业机器人   产业机器人   福建省   学科  

摘要： 0 引言 随着经济全球化和信息技术不断发展,当今国际竞争的关键已不再是传统资源等有形资本,而是取决于科技为核心的综合国力.而机器人技术正是在工业领域中代表高科技的典范.工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业,或是危险、恶劣环境下的作业,例如排爆、水下探测、太空研究、自主移动战车、灭火、热处理、焊接、塑料制品成形以及完成对人体有害物料的搬运、喷涂等操作,工业机器人都得到了广泛的应用,大大提高了劳动生产率,降低了成本,提升了企业的竞争力,最大限度地保证了操作者的身体健康及人身安全,必将带来可观的社会经济效益,因此机器人的研究具有极为重要的意义.

关键词： 人體掃描   人體運動追蹤   運動學   機器人學   最佳化方法   影像處理  

摘要： 在本篇论文中，我们提出了一个三维人体运动处理系统，以解决许多现有的人体运动数据处理问题。我们开发了一种新型双模光学三维定位器，整合了人体全身扫描和动作捕捉功能，解决了个人化的身体模型的建立、运动追踪标志点和人体模型间的注册问题。网格化的数位人体模型的建立是来自从实际的人体扫描数据。身体连杆经过分割後，该连杆的运动学参数可被非常精确地计算出来。人体模型可以复制个人化的运动到人形机器人上，甚至可代替人类执行危险严峻的任务。 对於使用不同的人体运动学模型，我们提出了一个两阶段的最佳化逆向运动学方法来解运动关节角，解出的关节角为与人体运动资料相应的最低姿势误差，并提供准确的四肢末端位置轨迹。藉由运动分析可比较不同模型之间姿势的误差。解出的关节角度可以进一步下载到一个真正的人形机器人来展现复制的人体运动。 透过演算法可将三维人体运动，编码成二维影像格式，并称为人体运动谱。运动谱可以编码成任何解析度也可利用现有的影像处理技术来过滤、编辑和插补人体运动。人体运动谱的作用就像音乐的乐谱一般，可以记录、编修与重现运动。本篇论文所提出的这套系统可以成为一个很方便的工具来处理人体的三维运动。

关键词： 机器人竞赛   技能竞赛   参赛   中国科学技术协会   技能比赛   足球比赛   操作技巧   挑战赛  

摘要： 中国科学技术协会举办的中国青少年机器人竞赛有综合技能比赛、足球比赛、FLL工程挑战赛和VEX工程挑战赛等4项比赛。这些比赛大大激发了学生和教练员的参赛热，睛。其中最能锻炼学生的是机器人综合技能比赛。2012年我带领孙洪伟、张皓两位同学参加这项竞赛，虽然是初次参赛，但我们凭着稳定的巡线、熟练的操作技巧、灵活机动的处理方式，从潍坊市赛打到山东省赛再打到国赛，一路披荆斩棘．过关斩将，终于不负众望，取得“三连冠”的好成绩。根据我们的参赛经验，写一点心得，供大家参考。

关键词： 码垛机器人   虚拟样机   动力学仿真  

摘要： 针对码垛机器人的结构特点,运用凯恩法进行动力学特性的理论分析。利用INVENTOR和ADAMS软件建立码垛机器人虚拟样机模型,设计3组仿真试验,进行动力学仿真。结果证明,该新型工业码垛机器人具有良好的静态平衡性能、运动稳定性和动态响应特性,符合码垛作业的要求。

关键词： 机器人竞赛   实践活动   探索  

摘要： 机器人是进行进行信息技术教育的有效载体，机器人为学生开展研究性学习、综合创新活动提供了优秀的平台，利用机器人教学对培养学生探索能力、协作能力和创新能力具有极大的促进作用，机器人教学活动是一项综合多种学科知识和技能的科技活动，旨在培养学生综合实践能力和创新精神，它集知识性、趣味性、娱乐性于一体，深受中小学生喜爱。是值得我们在实践中不断探索的问题。

关键词： PREFACES & forewords   ROBOTICS -- Periodicals   CONFERENCES & conventions   ROBOTICS research   PEER review (Professional performance)   PUBLISHERS & publishing  

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关键词： 工业机器人   有限元分析   模态分析   动力学仿真   结构分析   动态特性   优化设计  

摘要： 随着计算机技术、伺服技术以及多轴运动控制技术的发展和日趋成熟，工业机器人在制造生产行业得到了越来越得到广泛的应用。本课题是以一台四自由度码垛机器人为研究对象，对该机器人进行了运动学、动力学分析，同时也分析了机器人的强度和动态特性，并对机器人主体结构参数进行了优化设计，为机器人结构的改进提供了理论参考。本文的主要内容如下:\n 1.运用D-H参数法建立机器人的运动学模型，并推导了机器人运动学方程的正解和逆解，根据机器人关节的运动范围，对机器人的工作空间进行了求解。对机器人点到点直线运动进行了规划，并用Matlab软件编制了解算程序。\n 2.利用Pro/E和ADAMS软件建立机器人的虚拟样机，并对机器人进行点到点的直线运动进行仿真，以验证之前的理论计算。对机器人的一个工作循环过程进行动力学仿真，为机器人电机的选择提供参数依据。基于该软件对机器人平衡缸的弹簧参数进行了优化设计，从而降低了机器人对2轴电机力矩的要求。\n 3.基于ANSYS有限元软件对机器人整体分析进行有限元建模，并应用APDL语言将分析过程参数化，从而可以分析任意姿态下机器人的受力情况;机器人的强度分析中考虑了机器人多轴同时作动时惯性力对机器人的影响;本文分析了机器人16个姿态下的受力状况，并对强度不足的部件进行了改进。\n 4.基于ANSYS Workbench有限元软件分析了机器人典型姿态下的模态。通过生成响应曲面的方法得到机器人动态特性最差的姿态，基于该姿态对机器人的模型主体结构参数进行了优化设计，提高了机器人的动态特性。

关键词： 水下机器人   仿生推进系统   动力学   工作原理   技术参数  

摘要： 水下机器人在海洋环境监测、海洋资源探测和开发等民用领域和军事领域都有广阔的应用前景和巨大的潜在价值，吸引了人们的极大关注。为了完成海洋环境勘探、海底样本采集等任务，要求水下机器人在低速条件下具有良好的机动性与稳定性。水下生物的高效率、低噪声、高机动性等优点，使其成为科学家们研制新型高速、低噪音、机动灵活的防水水下机器人模仿的对象。因此，基于仿生学原理，研究新型水下机器人仿生驱动方式，探讨仿生推进操纵方法，并分析其水动力性能，研制仿生推进实验样机，对于探索小型中低速水下机器人新型驱动方式，提高其灵活性、稳定性和机动性能，具有重要的研究意义。\n 本文对鸭子在水中的划水运动和脚蹼的结构特点进行了详细分析，基于仿生学原理，设计了一种新型水下机器人仿鸭蹼式推进机构，使其能够模仿鸭蹼的运动形式，为水下机器人本体提供动力，建立了仿生推进机构的三维模型，采用指数积公式分析其运动问题，得到整个仿生推进系统各个构件的速度以及加速度表达式，求得系统的广义主动力和广义惯性力，采用Kane方程建立该仿生推进系统的简化动力学模型，对其进行计算分析。\n 为验证该推进机构是否能够满足既定要求，本文利用机械系统动力学软件ADAMS建立了整个系统的简化动力学模型，并对该模型进行了运动仿真与动力学分析，分析结果表明该仿生推进机构能够较为真实的模拟鸭子的划水运动，为水下机器人本体提供前进和姿态保持的动力。最后，利用流体分析软件Fluent对该仿生推进机构进行了不同姿态下的水动力学状况分析。\n 为进一步验证该推进机构的性能与推进效果，本文根据机构设计图制作了简易水下机器人仿生推进系统的实验装置，采用舵机控制推进机构运动，无线电加速度传感器测量其各项数据，并用一台小型水下摄像机监测推进机构的工作状况，对整个仿生推进系统进行了动力学实验研究。对实验数据进行处理和分析，并于ADAMS仿真数据进行对比和验证，对比结果进一步证明本文设计的仿生推进机构的可行性与可靠性。

关键词： 绳驱动并联机器人   结构组成   动态模型   运动仿真  

摘要： 并联机器人是一种新兴的机器人,它具有刚度大、承载能力强、精度高、自重负荷比小、动力性能好、位置误差不累积等一系列优点,与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系,扩大了机器人的应用领域。并联机器人由于其运动速度高、定位准确性良好,在装配、包装、点焊等很多领域都有很广的发展潜力。所以近些年来并联机器人的研究成为国内外学者研究的热点。\n 本文的研究对象为一种具有三个自由度的绳驱动并联机器人,由动静平台及三根摆杆、绳、气缸组成,驱动电机直接固定在静平台上,与摆杆相连,轻质的绳取代了连杆,连接到机器人的执行末端件上,减小了机器人执行端的质量,此类机器人惯性小,运动灵活且精度较高,具有良好的运动和力传递特性。\n 本文对三自由度绳驱动并联机器人的结构进行了详细的分析,给出了空间机构自由度的计算公式,并进行了计算;建立了运动学模型,确定了各个构件的空间位姿,对机器人进行了正向运动学及逆向运动学分析,推导出计算公式,并进行了数值验证。通过位置反解公式,对机器人的工作空间进行了分析;对绳的张紧性问题作了详细的叙述,最终求得在任意允许的外力作用下,使得绳张紧的支架力的解析式;应用最广泛的牛顿-欧拉方法建立了机器人的动力学模型,推导出此类机器人的雅可比矩阵,并对机器人的速度和加速度进行分析。\n 最后,通过Pro/E软件,绘制出三自由度绳驱动并联机器人的虚拟样机,建立了动态模型,实现了样机的运动仿真。

关键词： 履带救援机器人   四摆臂   协同作业   越障规划   机械运动学  

摘要： 随着机器人技术的不断发展，救援机器人作为一种重要的灾难救援辅助工具，已经得到国内外研究机构的广泛关注。本文主要针对学校立项的四摆臂履带式救援机器人，研究其越障过程的运动规划以及动力学分析，为机器人的协同作业提供依据。\n 本文首先对RoboCup救援机器人的比赛环境进行了概括分析，并简要介绍了作为本文研究对象的救援机器人基本结构参数和功能。针对典型障碍提出了基于救援机器人本体运动和四摆臂协同作业的越障动作规划方案，并对复合障碍的越障动作规划进行了举例分析。\n 其次，对机器人翻越垂直障碍的过程进行了详细分析，建立了越障过程中的机器人位姿关系。使用第二类Lagrange方程对机器人的越障进行了完整的动力学建模，给出了机器人行走机构的动力学逆解表达式。为机器人越障分析提供了理论依据。\n 最后，基于所建立的机器人动力学方程，结合越障动作规划和位姿分析，对一个具体越障过程进行了完整的运动规划，获得了机器人越障过程的驱动电机扭矩输出规律。从理论的角度上验证了越障动作规划的可行性。