基于ROS的机械臂在线实验系统设计北大核心

针对“机械原理”课程的在线实验教学,文章以ROS平台为依托,设计了机械臂在线实验系统。该系统由Windows软件客户端、ROS主机和六自由度机械臂、实验台及实验装置构成。其中,客户端软件基于ROSBridge协议,用Python语言编写,实现了人机交互及发送障碍物信息和目标位置信息,ROS主机接受到信息后控制机械臂运动并避障,通过远程控制机械臂,结合视频监控和实验数据读取来完成实验。文章在实验室环境采用安诺机器人进行了综合测试,结果证明该系统的设计完全可行。     

海上浮式风机混合模型试验系统开发

提出了一种海上浮式风机混合模型试验系统,该系统主要由风力机缩比物理模型、数据交互和运动控制系统、浮式平台数值模型和运动模拟平台构成。通过数据采集与控制系统实现风机物理模型-浮体数值模型之间的数据传输,在陆地实现海上浮式风机耦合的风浪联合模型试验。设计、制造了相应的风力机物理模型,开发了浮式平台数值计算模型,完成了数据交互和运动控制系统的开发,搭建了完整的混合模型试验系统,开展了初步的软、硬件系统测试,验证了该混合模型试验方法和试验系统的可行性。     

基于视觉伺服的桌面型机械臂创新实验平台研制

研制了一种基于视觉伺服的桌面型机械臂创新实验平台,整个系统由机械臂本体、控制器、视觉伺服系统组成。机器臂共有3个自由度,分别由3个步进电机驱动;控制器采用主控板+驱动板的设计结构,具有结构简单、可扩展性强的优点;视觉伺服系统运行在主控板之上,能够通过摄像头采集目标物体图像信息,并将位置信息转换控制指令,控制机械臂完成物体抓取任务。实践表明该方案具有成本低、控制效果好、系统鲁棒性强的优点。     

并联6自由度电动实验教学平台

介绍了并联6自由度电动实验平台实验教学装置的工作原理、设计过程,包括机械结构的设计与建模仿真、控制系统的设计以及人机操作界面的实现等相关内容及实验方法.运行LabVIEW编写的控制程序,可实现并联6自由度电动实验教学平台的6个自由度平动及转动.通过实验平台6自由度的运动以及编写LabVIEW测试程序以达到课程的教学要求.使学生全面熟悉并联6自由度电动实验教学平台的基本工作原理、总体结构、工作特性,同时保证了公共平台大型设备“双6自由度并联机器人空中对接模拟试验台”的有效使用率和节省维修成本,加快培训周期,有利大型设备的共享.     

机械臂控制系统仿真实验设计

利用Matlab/Simulink软件设计机械臂控制系统仿真实验,包括机械臂模型、轨迹规划、逆动力学控制和运动学。以两自由度机械臂为研究对象,根据动力学方程建立机械臂模型。采用5阶多项式进行轨迹规划,并采用逆动力学进行机械臂的控制。通过运动学获取各个关节的位置坐标,动态的显示机械臂的运动过程。该仿真实验能够加深学生对机器人动力学、运动学和控制等理论的理解,有利于培养学生的实际编程能力,激发学生的学习热情。     

一种井下救援机械臂的运动学仿真分析及实现

针对矿井狭小隧道救援的难题,提出一种六自由度救援机械臂。采用六轮矿难救援机器人平台搭载该机械臂,设计了机械臂的连杆结构形式,利用Denavit-Hartenberg方法建立了该坐标系的六自由度机械臂运动学方程,采用MATLAB对机械臂的运动学模型进行了仿真。仿真结果表明,救援机械臂的连杆结构参数合理,满足稳定运动的运动学要求。     

基于 LabVIEW 的机械臂实时动画显示系统

为解决机械臂运行过程中受地域条件等因素影响导致各关节运行位置观察不便的问题,结合 3D 动画显示、机械臂操控系统,设计了基于 LabVIEW 的六自由度机械臂运行实时显示系统。系统建立动画显示区、运行控制区等界面,实现六自由度机械臂关节的实时显示与控制,通过机械臂运行时的 3D 动画监控,显示六自由度机械臂运行状况。该系统对工业生产和实际生活有较大应用价值。     

主从式远程康复机器人系统中力反馈的实现

设计了一种力觉辅助主从式远程康复训练机器人系统,该系统由主机械臂和从机械臂构成,二者通过Internet网络相连.治疗师在医院操纵主机械臂,远地从机械臂跟踪治疗师的运动,可以使患者在家或社区康复中心进行康复训练.从机械臂及其控制器用于引导患肢关节进行安全准确地伸展和运动.主机械臂及其控制器用于远程控制和监测患者的训练过程,并对输出数据进行分析,评估训练效果.基于二端口理论和电路等小阻抗模型,设计了力反馈-位置型的控制结构来实现力反馈,使治疗师可以及时感知到患者训练过程中与机械臂的交互力.在此基础上,建立了一套单自由度远程康复训练机器人系统,对一名健康男性进行了实验研究,结果表明治疗师可以通过操纵主机械臂引导实验对象训练并感受到实验对象与从机器人的交互力信息.与传统的康复方法相比,该方式无论对于医生和患者都更为经济方便.     

基于TensorFlow的垃圾分拣机器人设计

针对人工智能相关专业深度机器学习理论与实践脱节的情况,结合市场对垃圾分拣的实际需求,设计了一款基于TensorFlow的垃圾视觉分拣机器人实验平台。实验平台硬件部分包括:NVIDIA Jetson TX2嵌入式机器学习平台、智能机械臂控制系统;软件部分基于TensorFlow深度学习框架,通过数据采集、数据标注、MobileNet SSD模型的迁移训练等若干步骤,实现了垃圾的视觉分拣。实验平台可满足深度学习、工业机器人、机器视觉等先进技术的实践教学要求,有助于提高学生的创新与实践能力。     

五自由度机械臂三维建模与仿真实验平台的构建

利用Z-Y-Z欧拉旋转法对五自由度机械臂进行了正运动学分析和逆运动学的求解,以控制机械臂在关节空间和笛卡尔空间中的运动。为能够简便地验证运动学分析的结果和避免给实体机械臂发送不恰当的指令,以Qt Widgets为开发框架,利用OpenGL图形程序接口建立了五自由度机械臂三维仿真实验平台。该系统能较好地反映机械臂的运动,实时执行目标抓取,对机械臂运动学的研究和教学起到了促进作用。     

柔性关节机械臂的控制及仿真

机械臂的关节柔性是影响机械臂动态精确度和稳定性的重要因素,必须考虑机械臂关节柔性对精度的影响,精确的关节动力学模型是机械臂系统设计、分析和控制的基础。本文以二自由度机械臂为研究对象,运用Lagrange方法建立了考虑关节柔性的动力学方程,并针对单连杆设计Backstepping控制律,同时给出了李雅普洛夫稳定性证明,最后基于simulink进行了仿真,验证了控制器设计的合理性。     

虚实结合的低成本开源机器人实验教学平台

虚实结合的机器人实验教学平台可充分发挥仿真和实体机器人的优势。采用的实体机器人多为品牌机器人，存在成本高、占地大、上手慢、开放性差等问题。将虚实结合方案和低成本开源方案相结合，设计一种基于Matlab低成本开源机械臂的机器人实验教学平台。通过逐步实现机械臂对工件的抓取，加深学生对机器人学中关键知识点的理解。设计并实现单个定时器的6舵机同步驱动方法、基于标志点的简易手眼标定方法以及几何法的快速逆运动学计算方法，进一步提高运行效率降低经济成本。实验结果证实了机械臂抓取方法的有效性。平台具有成本低、便携、上手快、完全开源等特点。     

基于MATLAB与ROS的机械臂虚实结合实验平台

文章利用MATLAB图形用户界面功能,将机械臂的建模、运动学、动力学、运动控制算法和实时仿真集成到虚拟仿真软件中.并在机械臂仿真实现基础上,通过ROS网页交互功能连接真实机械臂,开发出机械臂远程控制实验平台.最后,通过UR3机械臂的远程控制验证了该实验平台的可行性.以虚拟仿真软件进行机械臂仿真,是对"机器人学"课程理论...     

三自由度气动并联平移机器人平台的设计

基于工业生产中广泛使用的高速并联机器人应用背景,设计了一种三自由度气动并联平移机器人平台.针对气动并联机器人平移运动的需求,设计驱动臂机构驱动机器人运动,设计辅助臂机构约束机器人的转动自由度.采用MATLAB和ADAMS对气动并联机器人进行运动学仿真.针对气动并联机器人平台系统的非线性和不确定外扰,采用线性自抗扰控制算...     

基于气流床气化的煤质评价实验平台建设与实践

针对该专业煤化学知识缺乏的现状,在煤气化及能源化工教育部重点实验室发展的基础上,建立了基于气流床气化的煤质评价实验平台。该实验平台主要由样品制备系统、煤质基本分析系统、煤的反应性评价系统、煤粉流动性评价系统、煤的成浆性能评价系统、煤灰性质分析系统6部分组成。实验平台可以为本科生创新实验、毕业课题提供实验条件,并使研究生直接参与到煤质分析实验中,通过实践学习,进一步理解并掌握相关的煤化学知识。此外,本实验平台还为工业煤化工项目的选煤及后期运行提供数据支撑。实践表明,该实验平台的建设与运行对学科发展及科研成果的工业化均起到了重要推动作用。     

基于SAML的单点登录技术在校园网中的应用研究及实现

本文结合了．NET平台和XML技术,对SAML规范在单点登录中的应用进行了研究。提出了一种．NET平台下基于SAML的单点登录系统,实现了所提出单点登录系统的主要部分,最后描述了如何将该系统部署在校园网中。     

双机协作工业机器人运动学求解与仿真分析

为了探究多机协作在打磨领域的可行性,以汽车轮毂打磨为应用背景,以2台六自由度工业机器人组成的双机械臂打磨系统为研究对象,运用D-H法建立双机械臂的关节坐标系及其正、逆运动学模型.建立双机械臂关节模型,运用蒙特-卡罗法求出了双机械臂协作工作空间,为后续轮毂打磨轨迹规划提供了理论依据.对建立的正解模型进行仿真验证,在MAT...     

动力减振实验系统的设计与优化

简要介绍了由虚拟仪器构建的二自由度动力减振系统,在建立的系统模型基础上,构建信号源,设计硬件电路,保证在同一界面上系统在分析振动信号的同时输出一电平幅值可调的直流信号,控制实验平台的激振频率.实验表明,实现了对振动信号实时调节、控制以及信号处理的目的,达到合理的减振效果.     

车辆电子控制虚拟实验教学平台研究

为满足车辆电子控制技术实验教学的需要,通过在Matlab/Simulink中搭建8自由度整车动力学模型,应用外部交互设备和Matlab/GUI组建人机交互系统,利用3D MAX和Vizard4.0软件制作虚拟场景,并完成各软件数据接口的设计,构建了车辆电子控制的虚拟实验平台,实现了理论教学与虚拟实验教学的良好结合。探讨了该虚拟实验平台在教学中应用的可行性,并对虚拟教学的应用实践进行了总结和分析。结果表明,该平台在实践教学的应用加深了学生对车辆控制理论知识的理解,且效果良好。     

基于LXI和云存储的网络实验教学管理平台开发

针对实验教学中存在学生人均实验时间不足、实验结果提交不规范、教学管理工作重复度过高等问题,中山大学电子电工实验平台提出基于LXI技术构建网络化实验教学管理平台,并采用云存储技术实现数据存储的解决方案。实践表明该平台能有效提高学生实验自由度和自主性,并可加强实验教学质量监控,同时也为个性化实验教学和开放式实验过程管理奠定了基础。