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标题: 刚柔机器人结构仿真与优化设计 --从基础开始 [打印本页]
作者: 007号    时间: 2022-9-8 15:12
标题: 刚柔机器人结构仿真与优化设计 --从基础开始
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“刚柔软机器人结构仿真分析与优化设计”
软体机器人技术是近年来机器人领域最为热门的研究领域之一。由于软体机器人具有天然的柔性、自适应性、低成本和被动安全性，在人机交互、医疗服务等领域具有广泛的应用前景。同时，软体机器人的研究涉及软材料、机构设计、仿生学、微电子、控制和计算机科学等多个学科。
由于软体机器人通体采用柔性材料加工制造，采用流体驱动，远端控制，其执行端和运动发生端天然隔离，因此通过系统性的设计和优化，可以很好地实现轻量化、抗干扰、低成本的可更换本体，与控制和运动发生端进行区分。应新老客户培训需求，北京软研国际信息技术研究院特举办“刚柔软机器人结构仿真分析与优化设计”系列专题培训班，本次培训由互动派（北京）教育科技有限公司具体承办。具体事宜通知如下：
二、培训时间：
专题一：机器人参数化建模与仿真优化设计   
2022年10月15日——10月16日  线上直播（授课两天）
2022年10月22日——10月23日  线上直播（授课两天）
专题二：软体机器人结构设计与仿真分析        
2022年10月22日——10月23日  线上直播（授课两天）
2022年10月29日——10月30日  线上直播（授课两天）
三、培训特色：
1、本次系列课程共2个专题，均采用在线直播的形式，提供无限次回放视频，发送全部案例代码，建立永不解散的课程群，长期互动答疑。采用“理论+实操”的讲授模式，掌握相关的算法实践及流程步骤，建立机器人结构优化设计仿真框架，解决真实场景中的问题。
2、专题一课程力图大家掌握传统工业（串联）机器人和并联机器人构型设计及力学行为建模解析。包含机器人运动学、动力学、刚度、优化设计、控制、运动规划等方面理论与关键技术。
3、专题二课程力图大家掌握软体生物运动建模、软体机械臂静力学建模、软体机械臂动力学建模、软体结构实验室制作方法、非均匀软体结构变形建模等。并与专业老师一起交流探讨软体结构在设计、控制和材料等方向创新点，力图为我国软体机器人技术和产业取得源头创新成果提供科学支撑。

四、培训大纲:
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
一、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：
Ø 四自由度分拣机器人
Ø 3-dof 球面并联机构
二、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：
Ø 3T1R并联机械手运动学分析
Ø 非完全对称DELTA机器人
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
[size=12.5000pt]教学案例：Ø 平面两杆机械臂仿真
Ø 球面并联机构仿真
Ø 空间3平移1转动分拣机器人
Ø 5自由度机械臂仿真
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：
Ø 球面并联机构刚度建模与分析
Ø 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：Ø 单目标优化非对称球面机构传动性能
Ø 双滑块磨床
Ø 约束的多目标优化球面并联机构
Ø 非对称分拣机器人

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
Ø 五自由度机械臂模糊力矩控制
Ø 五自由度机械臂Simcape整体建模
Ø 3T1R分拣机器人迭代学习控制
Ø 基于模型的3T1R分拣机器人控制
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
一、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
二、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》）
[size=12.5000pt]
3. 在学术会议中捕捉（案例论文2《关于layer jamming变刚度》）
[size=12.5000pt]
4. 在日常实验中捕捉（案例论文3《关于几何约束驱动器》）
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5. 循着研究推进（案例论文4《关于仿尺蠖软体机器人》）
[size=12.5000pt]
6. 讨论与交流
三、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）
[size=12.5000pt]
4. 讨论与交流
四、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）
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5. 讨论与交流
五、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
六、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）
七、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）
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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
五、培训讲师：
机器人参数化建模与仿真优化专题：教育部直属全国重点大学，国家“双一流”建设高校， 国家“985工程”、“211工程”建设高校副教授、硕导。主持和参与国家级及省部级各类项目10项，发表文章50余篇，在机器人学领域顶级期刊以及顶级会议发表多篇文章。在机器人结构设计、动力学控制、视觉导引、轨迹规划、多目标优化有着丰富的经验。
软体机器人结构设计专题：教育部直属全国重点大学，国家“双一流”“211”“特色985工程”“2011协同创新计划”重点建设大学讲师。主持及参与市、省、国家级科研项目5项，在《Soft Robotics》、《T-Mech》等高水平期刊发表SCI论文20余篇。在软体机器人结构设计、软体机械臂力学建模、仿生软体机器人研究方面积累了丰富经验。
六、报名费用：（含报名费、培训费、资料费）
专题一机器人参数化建模与仿真优化设计：￥4300 元/人
专题二软体机器人结构设计与仿真分析专题：￥5600元/人
费用提供用于报销的正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件；如需开具会议费的单位请联系招生老师要会议邀请函；
七、增值服务：  
1、凡报名学员将获得本次培训书本教材及随堂电子资料（案例代码）；
2、凡报名学员培训结束可获得本次直播课程全部无限次回放视频
3、价格优惠：（具体请咨询招生联系人）
优惠一：2022年9月23日前汇款,并转发课程（公众号）通知到朋友圈或者到学术交流群可享受400元优惠；
优惠二：报名两个专题课程可享受额外优惠;
优惠三：凡老学员推荐报名者，可享受额外优惠，推荐者可获取现金红包;
4、学员提出的遇到的问题在课程结束后可以得到老师的解答与指导 ；
5、参加培训并通过考试的学员，可以获得：北京软研国际信息技术研究院培训中心颁发的《机器人仿真设计应用工程师》专业技能结业证书；
八、联系方式：
官方联系人:  科宇老师      电话/微信：13520456594            
报名QQ:  1446084643
官方网址：http://srit.ac.cn  官方座机：010-56245524

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