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机器人参数化建模与仿真，软体机器人

专题一：机器人参数化建模与仿真分析、优化设计专题课程大纲

  • 机器人建模基础
  1. 机器人运动学基础
  2. 几何运动学闭环解解析法建模
  3. 运动学MATLAB脚本文件编写（封闭解、构型绘制）、工具箱
  4. 机器人工作空间（离散法、几何法）建模
  5. 工作空间MATLAB脚本编写
  6. 工作空间CAD（SolidWorks）建模

教学案例：

  • 四自由度分拣机器人
  • 3-dof 球面并联机构

  • 机器人运动学仿真
  1. 机器人微分运动学（速度、加速度）建模
  2. MATLAB脚本编写
  3. MATLAB/Simulink运动学仿真
  4. 机器人灵巧度
  5. MATLAB用户界面设计（运动参数与性能界面显示）
  6. 机器人奇异分析（解析方程、MATLAB、SolidWorks图形显示）

教学案例：

  • 3T1R并联机械手运动学分析
  • 非完全对称DELTA机器人

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第1张图片机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第2张图片

三、机器人动力学仿真
  1. 机器人动力学建模
  2. 解析建模与脚本MATLAB脚本
  3. Simulink、Adams仿真
  4. MATLAB-Adams
  5. SolidWorks & Simscape联合仿真
  6. 动力学参数识别

教学案例：

  • 平面两杆机械臂仿真
  • 球面并联机构仿真
  • 空间3平移1转动分拣机器人
  • 5自由度机械臂仿真

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第3张图片机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第4张图片

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第5张图片

四、机器人刚度建模
  1. 机器人刚度建模
  2. 机器人解析建模
  3. 刚度特性分析
  4. MATLAB脚本
  5. MATLAB/Workbench联合仿真

教学案例：

  • 球面并联机构刚度建模与分析
  • 含子运动链机构刚度建模

五、机器人优化设计
  1. 机器人优化设计：性能评价与设计指标
  2. 优化模型数学建模
  3. MATLAB优化工具包
  4. 多目标优化（NSGA算法、无约束、有约束）
  5. 优化结果分析与评价

教学案例：

  • 单目标优化非对称球面机构传动性能
  • 双滑块磨床
  • 约束的多目标优化球面并联机构
  • 非对称分拣机器人

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第6张图片

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第7张图片机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第8张图片

六、机器人控制仿真
  1. 机器人控制
  2. 动力学参数辨识
  3. 控制算法（PID、前馈、计算力矩、滑膜、模糊等）
  4. MATLAB-Simulink、SolidWorks-Simscape控制仿真
  • 五自由度机械臂模糊力矩控制
  • 五自由度机械臂Simcape整体建模
  • 3T1R分拣机器人迭代学习控制
  • 基于模型的3T1R分拣机器人控制

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第9张图片机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第10张图片

七、机器人运动规划
  1. 机器人运动规划（NURBS、多项式、避障等）
  2. MATLAB优化仿真
  3. MATLAB-Vrep（CoppeliaSim）可视化联合仿真

专题二：软体机器人结构设计与仿真分析专题课程大纲

  • 软体机器人研究概述

学习目标：从整体上全面认识软体机器人领域所涉及的各方面研究内容，便于大家结合自己的研究点做广泛的交叉推演，更有利于激发创新点，突破“无想法”的僵局。

  1. 软体机器人研究背景、意义
  2. 软体机器人关键技术
  3. 软体机器人存在问题与展望
  4. 讨论与交流

  • 经验分享

与论文复现

学习目标：为大家提想法，写小论文提供一些借鉴

  1. 如何提出自己的创新想法，突破小论文（从无到有的思考分享）
  2. 先做再补充（案例论文1《关于介电弹性体驱动器》）

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第11张图片

  1. 在学术会议中捕捉（案例论文2《关于layer jamming变刚度》）

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第12张图片

  1. 在日常实验中捕捉（案例论文3《关于几何约束驱动器》）

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第13张图片

  1. 循着研究推进（案例论文4《关于仿尺蠖软体机器人》）

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第14张图片

  1. 讨论与交流

  • 仿生对象的

运动建模与仿真

学习目标：掌握基于Kane法的软体生物运动建模

  1. 仿尺蠖软体机器人研究与尺蠖身体运动建模的意义

2. 尺蠖的身体结构特征与运动建模面临的难点

3. 尺蠖身体运动动力学建模与运动行为仿真（理论方法+模型推导）

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第15张图片

4. 讨论与交流

  • 软体机械臂静力学建模

学习目标：掌握基于虚功原理的软体机械臂静力学建模方法

  1. 软体机械臂研究背景与意义

2. 软体机械臂静力学建模方法研究现状与面临难点

3．融合材料和几何非线性的软体机械臂静力学建模方法研究（理论方法+模型推导+matlab仿真）

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第16张图片

  1. 讨论与交流

  • 软体结构在

实验中制作的

方法及技巧

学习目标：借鉴软体结构在实验室的制作方法，学习一些技巧并开拓思路

1. 基于介电弹性体的软体功能结构制作

2．柔性约束软体气动驱动器、软体机械臂的制作

3. 刚性约束刚软混合气动驱动器、仿尺蠖软体机器人的制作

4. 颗粒阻塞/层阻塞（jamming）变刚度结构的制作

  • 非均匀软体结构变形建模

学习目标：掌握基于连续介质力学的软体结构建模方法

1. 柔顺线性驱动器的研究背景与意义

2. 柔顺线性驱动器研究现状与面临问题

3. 一种新型柔顺线性驱动器的研究

4. 关键功能部分力学建模（非均匀轴对称软体结构的力学建模+模型推导+matlab仿真）

  • 软体机械臂动力学建模

学习目标：掌握基于虚功率原理的软体机械臂动力学建模方法

1. 软体机械臂动力学建模方法研究现状与面临难点

2. 融合材料和几何非线性的软体机械臂动力学建模方法研究（理论方法+模型推导+matlab仿真）

机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第17张图片机器人参数化建模与仿真，软体机器人_第18张图片

3. 讨论与交流

八、方向创新点

1. 软体结构设计方向创新点探讨 （交叉融合）

2. 软体结构控制方向创新点探讨 （深度学习）

3. 软体机器人材料方向创新点探讨 （立足于实际条件，模仿借鉴）

九、总结与回顾

1、总结回顾课程内容

2、自由提问交流环节

刚柔软机器人结构仿真分析与优化设计刚柔软机器人结构仿真分析与优化设计线上专题-无限回放-班级群答疑课程简介刚柔软机器人结构仿真分析与优化设计软https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2NDg0MTkzMw==&mid=2247484785&idx=1&sn=272d7f83066b85b8a8a70067f8b2c66f&chksm=ce627cd3f915f5c532c7b7166e7d869cdbf48ef1030775746a712a99a44f7105f0e0171b9584#rd

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