组建人形机器人实验室，构建新型创新实验平台

实验教学改革的关键是逐步改革传统的以验证性实验为主的实验教学模式，向综合性实验、设计性实验和研究性实验转变。文中从构建新型创新实验平台，提高实验室整体创新水平出发，探讨了人形机器人实验室建设的意义、目的和总体构想，总结了人形机器人研究的热点领域。     

简易人形机器人设计

根据人体的形态特征和仿生学原理,设计接近于人体尺寸比例的机器人结构,并应用自由度最少的原则设计了符合机器人功能要求的自由度配置方案,设计了一个舵机的驱动器,可以与上位机进行通信,实现对人形机器人的控制,该驱动器可以把上位机发送的指令转换成控制舵机的信号.实验证明：人形机器人能够完成相应的动作,实现机器人的舞蹈演示.     

机器人制作套装

从简单的玩具到高级的人形机,众多的机器人制作套装满足了不同兴趣和能力的机器人爱好者的需求。有的机器人套装纯粹是为了供人娱乐,而另一些套装则是用于教育目的。有的机器人套装是为参加机器人比赛而设计的,体现了很强的对抗性,而另一些套装则需通过网络与他人共同合作才能组装。多数机器人套装在购买时都采用用户容易掌握的DIY包装形式,其中的元器件包括了电机、传感器、发光器件、计算机控制器以及软件等。组装出来的机器人多种多样,有模仿人形的,也有模仿昆虫或动物,还有的模仿未来的太空车,甚至是外星生物。     

人形竞赛机器人机械手臂设计与运动学分析

以人形竞赛机器人机械手臂设计出发,首先分析机械手臂的功能与动作情况、以及人类手臂关节构成,据此设计3自由度人形竞赛机器人机械手臂;第二,采用D-H方法,从结构的角度简化坐标系建立的方式,确定D-H参数,分析得出机械手臂的正运动学方程;第三是采用几何方法与解析求解法相结合的方式进行逆运动学求解;最后,在MATLAB平台中采用蒙特卡洛方法分析机械手臂的工作空间验证求解结果,结果显示设计的机械手臂满足竞赛的工作空间要求。     

机器人制作对促进学生创新能力的探索

大力发展职业教育的目的是培养一批有一定专业理论和实践技能，并有创新能力的技术工人。理论基础知识很重要，技能便实用，能否有创新能力是关健。     

NAO机器人平台的创新实验设计与实现

通过引入NAO机器人教学平台,设计一个让NAO完成拾取物品并丢弃至垃圾桶的任务,可以让学生循序渐进的掌握相关技术。该平台根据机器人运动学理论实现了对NAO机器人手臂的精确控制,再基于Open CV视觉库完成了对色标柱的识别与定位,实现了NAO机器人手臂完整的抓取和丢弃动作。经过实践发现,这种教学模式能够激发学生学习机器人运动学、图像处理、自动控制等专业知识的兴趣,教学实验案例有助于培养学生的创新意识,并让学生用编程解决问题的能力获得全面提高。     

摭谈机器人制作教学

正随着计算机科学及电子技术的普及与应用,越来越多的学校开设了机器人制作这一课程。中学阶段开展机器人制作教学,不仅可以培养学生的想象力、创造力、动手能力,而且还有利于培养学生的开放性思维和团结协作能力。下面,笔者结合教学实践,就中学开展机器人制作教学的必要性、机器人制作教学方法及教学中存在的问题等,谈谈自己的想法和体会。一、开展机器人制作教学的必要性1.有利于培养学生的创造力和想象力。学生可以充分利用块、板之间的几何关系,发挥自己的想象,把不同形状、颜色、规格的零部件拼插出变化无     

关于在青少年中开展机器人制作教育的思考

目前,国外机器人的研发与制造已蔚为壮观,形成了一个与文化产业、科学技术有紧密关系的未来产业,青少年中有关的竞赛活动方兴未艾。通过对国内外现状的对比分析,该领域发展趋势的前瞻预测,文章倡言应在我国青少年中大力开展机器人制作教育,形成政府主导、学校研发、媒体配合、商企支持的格局,通过研发、竞赛等促进我国这一产业的发展。     

拥有无限可能的细胞机器人

最近,在北京中关村的一个小区里,诞生了一款非常酷炫的机器人玩具。它的名字叫做Cellrobot,是一套模块化的机器人系统,让我们一起来看一下吧——Cellrobot由一个一个的Cell组合起来,可以变成各种形状,实现不同的功能,比如可以变成机械臂、遥控汽车,甚至是人形机器人。各个Cell看起来很像,实际上有所不同,这套系统总共有三种Cell:Heart、Cell和X-Cell。Heart就是一个机器人的大脑和心脏,内置了计算单元、无线通讯和电池,它通过WiFi与智     

基于ARM的仿人机器人及其控制平台研究

通过建模构建满足机械结构的空间移动范围,使仿人机器人具备演奏小提琴的可能性。控制系统采用集中管理分散控制的方式,以ARM10为控制核心,将控制系统各个控制部分模块化,基于ARM核心智能控制配合传感反馈系统完成对机器人的行为控制,完成了在人工辅助下可演奏完整曲目的机器人。     

基于 ADAMS 的仿人机器人行走仿真

采用机械系统动力学仿真分析软件 ADAMS 进行建模和动力学仿真,提供机器人三维实体模型、运动学和动力学模型以及动画仿真.采用控制系统专业软件 Matlab 进行机器人控制系统设计,提供控制关节目标轨迹、稳定控制算法并输出驱动力矩.通过 ADAMS/Controls 接口模块建立起 Matlab 与 ADAMS 之间的数据接口.联合仿真方法为实现仿人机器人在线控制奠定了基础     

仿人机器人行走稳定性分析

提出了基于虚拟零力矩点FZMP的在线仿人机器人稳定行走控制方法,以机械系统动力学分析软件ADAMS为基础,建立仿人机器人虚拟样机模型.开发了用于仿人机器人行走仿真的平台,实现了仿人机器人参数化建模,完成了基于虚拟样机技术的仿真.     

服务机器人仿人灵巧手设计

目前设计的仿人灵巧手存在成本过高、结构复杂等问题,不利于服务机器人的动作实现与市场拓展。基于此,提出一种简易的仿人灵巧手设计方案。该方案中,仅设计了三根手指,每根手指三个自由度,采用了电机驱动的欠驱动方式,手指每个关节间由交错式钢丝带传动,达到了关节同时转动的设计要求。该设计既完成了仿人动作,又能达到节省空间的目的,且结构简单而紧凑,降低了开发成本。     

仿人机器人步行运动控制研究

针对仿人机器人多自由度的复杂机械连杆特征,详细分析了机器人运动构型以及步行规划约束、ZMP控制、奇异位姿控制、二维倒立摆等运动模型,提出单双腿交替运动序列并采用离线生成双足步行运动轨迹和在线调整的方法。实验验证了方法有效性。     

基于人体运动分析的仿人机器人动作规划研究

文章主要阐述了基于人体运动相似性的仿人机器人动作规划系统的基本组成。首先,定义了异构形态下的相似性运动特点;其次,以卡耐基梅隆大学和哈尔滨工业大学的人体运动捕获系统为例,分析了人体运动捕获系统的特点;再次,分析了仿人机器人运动稳定性ZMP（Zero moment point）约束;最后阐述了仿人机器人实验平台。     

基于运动相似性的仿人机器人动作规划研究综述

阐述了基于运动相似性的仿人机器人动作规划研究进展：首先,分析了捕获人体运动轨迹,包括运动捕获设备类型与运动轨迹处理;其次,阐述了人机运动模型构建,包括运动重定向、分解与重构运动姿势;再次,阐述了不一致的目标环境控制,包括地面碰撞控制、不一致的形态控制、自适应学习、非线性连续运动轨迹设计等;最后进行了总结。     

以机器人教育为平台培养大学生创新意识和能力

随着国家大力推进素质教育以及社会对大学生创新能力的要求,如何培养大学生的创新意识和实践能力成为高等院校关注的焦点。我校国家级电工电子实验示范中心为培养大学生创新意识和实践能力以机器人教育为平台,通过开设机器人技术方面的相关课程,创建机器人实验室、机器人技术立项、举办各种机器人竞赛,将其与课程设计以及毕业设计相结合,以此充分发挥学生的创新意识和加强实际动手能力。经过几年的摸索和实践,在学生创新意识培养方面取得了较好的成果,得到了兄弟院校的认可,具有一定的辐射作用。     

基于机器人竞赛的创新能力训练

如何培养当代大学生的学习兴趣,提高其创新能力和动手能力,是当代大学教育的核心问题。因为学习兴趣是创造力的源泉,动手能力则是学生素质的体现,提高学生创新能力和动手能力,是教育的意义所在。本文主要介绍了通过让学生参与机器人教育以及机器人比赛来提高大学生的创新能力和动手能力,使学生掌握机械设计和控制理论学科的知识。     

自动打磨机器人实验装置的设计

设计了一套模拟打磨工艺的自动打磨机器人实验装置。装置整体为笛卡尔坐标系龙门架结构,执行机构包括三轴直线导轨、夹持固定机构和二轴打磨机械臂,由步进电动机、舵机和直流电动机驱动,采用西门子PLC和Arduino单片机进行分散控制,以触摸屏作为人机界面,实现对实验装置的操作。该实验装置基于学科交叉和课程融合理念设计,涉及了PLC、单片机、微型电机、工业总线、运动控制等技术,开发了配套实验项目,有利于培养学生的知识应用能力和实践创新能力,能够满足培养创新型卓越工程技术人才的需求。