关键词： 机器人教育   核心素养   创客教育   机器人竞赛   科研机构   教育课程体系   教学资源   综合能力的培养  

摘要： 机器人教育作为STEM教育、人工智能教育和创客教育的重要内容和有效途径,对培养和提高学生的综合素质和核心素养具有重要意义。VEX机器人竞赛作为开展机器人教育的平台,由众多团体和大学科研机构联合设计开发了配套课程,强调机器人教育与STEM课程的整合,以工程问题为引领,应用多种教学方法、丰富的教学资源开展教学,注重学生综合能力的培养。本文通过分析VEX机器人教育的课程设置与教学策略,提出对我国中小学开展机器人教育的一些具体途径和措施。

关键词： 并联机器人   各向同性   运动性能   动力学  

摘要： 在传统5R机构的基础上,设计了一种两驱动同轴的两自由度平面并联机器人机构,结构上更加简洁。首先,根据机构位置关系,建立了机构运动学正反解方程,求出雅可比矩阵表达式;其次,在运动学基础上,分析了机构的工作空间、奇异位形和雅可比条件数等运行性能指标,并以各项同性为性能目标确定了机构主、从构件的尺度参数;最后,推导了机构各构件的速度、加速度矢量表达式,根据虚功原理方法建立了机构的动力学方程,以点P给定运动轨迹为目标,计算得到驱动力矩的变化规律。结果表明,该型机器人具有良好的运动性能和高加速性能,为机构的推广应用提供了理论基础。

关键词： 深度学习   机器人学   交叉学科   SciVal   研究热点  

摘要： 机器人正朝着智能化方向快速发展,深度学习作为人工智能最前沿的一个分支,其突破性发展促进了人工智能领域的爆发性增长,已广泛应用于机器人学的感知、决策、控制等相关技术领域。为加强科技发展战略谋划和系统布局,利用SciVal文献分析平台对深度学习与机器人学的交叉学科的发展态势进行了系统梳理和分析,并对深度学习重要算法的应用进行了综述。结果表明:中国的学术产出已达第一,但学术影响力落后于欧美,并缺少高产出的学者;当前的研究重点是计算机视觉,研究热点是卷积神经网络用于机器人对象检测及深度Q学习用于辅助决策等;深度学习元学习、分布式深度学习、三维深度CNN、深度学习融合应用展现出有良好的前景,将推动机器人学向人机混合的增强智能与智能自主化方向发展;通过比较中国与欧美发达国家的优劣势,提出了相应的对策建议。研究结果展现了深度学习与机器人学交叉学科领域的全貌,为研究人员提供了有价值的参考。

关键词： 机器人学   内窥镜   电视辅助外科手术  

摘要： 机器人在临床医学领域的应用正逐步改变传统的诊疗模式,在消化内镜领域,机器人操作的出现有望在普及内镜检查、完善质控、减轻医师负担等方面发挥重要作用。本文就不同设计类型的消化内镜机器人的研发现状进行介绍。

关键词： 高校   大数据   机器人学   翻转课堂   教学改革  

摘要： 随着信息技术的发展,当前已经进入大数据时代。在大数据时代背景下,高校机器人学课程面临新的要求,亟待进一步深化课程改革,更好地提升学生的专业素质。对大数据背景下高校机器人学课程教学改革进行分析和探讨,供相关教师参考。

关键词： 履带机器人   虚拟样机   动力学建模   软土地面   Recur Dyn  

摘要： 建立履带机器人软土地面行走的动力学模型,对履带式机器人驱动转矩、自身质量、滑转率、角加速度、加速度以及转动惯量进行分析。结果表明,滑转率和加速度对机器人驱动转矩的影响最大,且滑转率对驱动转矩的影响随机器人重量的增加而明显增长,角加速度和转动惯量对驱动转矩的影响较小。通过对机器人在软土地面行驶性能的分析,可为履带机器人的开发提供理论参考。

关键词： 井下巡检机器人   双臂   运动学分析   Newton-Euler法   动力学分析  

摘要： 针对煤矿井下巡检作业安全问题,设计一种可用于井下巡检的多任务型双臂机器人。基于D-H法建立巡检机器人双臂数学模型并进行正逆运动学分析,运用MATLAB机器人工具箱建立巡检机器人双臂模型,并进行运动学仿真及末端轨迹规划,验证了运动学模型建立的正确性和结构尺寸的合理性。采用Newton-Euler法建立机械臂动力学方程并计算各关节理论力矩,运用Adams建立巡检机器人双臂虚拟样机模型并进行动力学仿真,分析末端执行器运动轨迹为曲线时各关节的仿真力矩。通过理论计算与仿真结果对比分析,验证了井下巡检机器人双臂动力学模型的合理性,满足井下巡检作业要求,为后续井下巡检机器人样机设计及产品开发提供理论依据。

关键词： 机器人   输电线   铁塔   ADAMS   动力学  

摘要： 针对输电线路机器人在线作业或移动时状态不清晰的问题,研究输电线、机器人以及铁塔的刚柔耦合动力学响应。首先,通过UG软件创建铁塔、机器人三维实体模型,采用连续体法建立输电线三维模型,并设置装配约束关系。然后,模型导入ADAMS软件,并定义柔、刚体。最后,仿真得到机器人质心与输电线中点在XYZ方向的速度与加速度,以及机器人内部电机的力矩变化。将软件仿真得到的机器人质心位移与电机力矩的曲线与数值模型仿真结果进行比对,分析其结果差异率,进一步明确柔性输电线与刚性机器人之间的动力学关系,可为输电线路机器人的优化设计提供理论参考。

关键词： variable structure control   fractional calculus   robot manipulator   fractional sensor   multidimensional scaling   information visualization  

摘要： This paper studies the use of multidimensional scaling (MDS) to assess the performance of fractional-order variable structure controllers (VSCs). The test bed consisted of a revolute planar robotic manipulator. The fractional derivatives required by the VSC can be obtained either by adopting numerical real-time signal processing or by using adequate sensors exhibiting fractional dynamics. Integer (fractional) VCS and fractional (integer) sliding mode combinations with different design parameters were tested. Two performance indices based in the time and frequency domains were adopted to compare the system states. The MDS generated the loci of objects corresponding to the tested cases, and the patterns were interpreted as signatures of the system behavior. Numerical experiments illustrated the feasibility and effectiveness of the approach for assessing and visualizing VSC systems.

关键词： Surgery   Gastroenterology   Proctology   Abdominal Surgery   Colorectal Surgery