机器人范文精选

摘要：本文对中医按摩机器人臂系统进行设计研究，思考中医按摩机器人臂的设计方法，包括结构及控制系统，其中又包括软件系统及硬件系统等，也要关注安全保障系统设计，避免机器人在按摩时发生失控的情况，以免对人体产生损伤，通过多项系统设计，保证机械人臂系统运行的稳定性。

关键词：中医；按摩机器人；臂系统

中医按摩作为中医中具有特色的项目，是一种对人体没有毒副作用的疗法。秦汉时期的《黄帝内经》中已经有关于按摩的记载。新中国成立后，我国卫生部门关注中医发展，中医按摩的手法不断整理，按摩更加规范，通过按摩调整人体功能，改善机体病理状态，达到舒经活络及行气止血的效果。中医按摩可治疗疼痛及心血管疾病等，具有强身健体及延年益寿的效果。现阶段，市场上按摩器械不足，通过机器人模拟专家按摩手法，最终达到治疗的目的。现阶段，柔性关节机器人设计理念引入按摩机器人领域，通过轻量化设计，保证机器人能完成按摩手法。对此，本文对中医按摩机器人臂系统进行分析。

1中医按摩机器人臂设计

1.1按摩手臂运动特点

在中医推拿过程中，针对人体不同疾病，按摩不同的穴位，按摩手法也存在差异，包括指捏法、掌推法、滚压法等，在设计过程中，X轴代表拇指伸的位置，Y轴则是小指中段位置，Z轴代表手掌中心垂直的上侧位置。设计过程中取Z轴与按摩手表面垂直，以此完成指锥法按摩，不同按摩方法的X、Y、Z轴存在差异，掌面与按摩平面涉及的因素不同，通过中医按摩对推拿方法进行模仿，达到不同的按摩目标，满足人体对按摩的要求，对此，在中医按摩机器人设计过程中，应当根据按摩方法设计手臂结构。比如，在推法设计过程中，使用手指及手掌、肘部等完成按摩，自患者的背部完成平移运动。推法在实施过程中，自Z轴垂直人体，在Y轴及X轴上不断平移，具有3项自由度，包括施力方向、垂直作用力方向、平移运动方向。

摘要:机器人实践教育和创新创业教育具有相通的逻辑，多年的实践也验证了该实践教学模式的有效性，因此，有必要提出“机器人－创新创业”实践教育模式，其互促模式有利于跨学科交流、锻炼团队协作能力、磨炼意志品质、形成创新思维等。

关键词:机器人竞赛;机器人实践教育;创新创业教育;互促模式

0引言

创新是引领发展的第一动力，我国经济社会发展和民生改善比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案，都更加需要增强创新这个第一动力。大学生创新创业教育是推动社会创新进步的重要途径。近年来，随着机器人技术的进步与应用，以机器人技术为基础的机器人创新实践教育在国内高校得到广泛发展，其学科交叉、紧跟前沿的特点获得了科研领域、教学领域甚至创投领域的关注。机器人创新实践教育不仅培养了青年学生的科创兴趣、综合素质、学科能力，也为机器人产业的持续性发展提供了储备人才，尤其是创新创业人才。机器人实践教育其中一种表现形式就是机器人竞赛。机器人竞赛作为连接教育与产业的桥梁，为智能硬件领域培养了大批卓越的工程师、创业企业家。一项针对全国大学生机器人大赛(CURC)参赛者毕业后创业情况的调研显示，参赛队员创立机器人企业达160家，创业人数600人，实现就业岗位新增16000人。目前，全国大学生机器人大赛包含ROBOCON，ROBOMASTER、ROBOTAC和机器人创业赛四项赛事。吴振宇等学者认为，加强高校机器人实践教学体系建设，有利于培养大学生的创意思维、创新意识和创业能力，正逐步成为推进高校创新创业教育改革较为重要的切入口之一。王旭认为机器人实践基地是大学创新创业教育人才培养的一种独特方式，是传授知识、塑造理想、提升技能、完善品格的良好平台。二者都认可了机器人实践教学与创新创业教育的关系，但仍需要继续深入剖析二者的内在联系。本文将对机器人实践教育对创新创业教育促进其中的机理实现进行分析研究。

1机器人实践教育的特点

我国高校主要以机器人竞赛为载体在创新能力的培养方面进行了改革和实践，主要做法有开设创新类课程，成立教师指导团队，鼓励科创类基地协会组织建设，组织承办科技创新比赛。机器人实践教育过程具有综合性、协作性、多元性的特点。

运动控制模块选用TI公司的OMAPL138双核处理器芯片，它集成了TMS320C674xDSP内核和ARM926EJ-S双核，具有高性能与低功耗的特性。ARM内核完成非实时性的指令解释、轨迹规划、数据管理、任务管理、网络通信等工作，DSP内核由于具有强大计算能力完成插补计算、逆运动学、速度和位置控制、I/O控制等实时任务。位置控制FPGA芯片包含多轴插补、位置PID等电路，采用了ALTERA公司的EP1C3T144芯片，通过加载不同的程序来实现功能重构。为了提高多轴联动插补速度，插补算法采取软插补(粗)+硬插补(精)结合的模式，硬插补基于数字脉冲乘法器来实现。该模块与驱动器的连接接口提供了两种形式:数字脉冲量接口、工业以太网接口，工业以太网接口可兼容多种驱动器的通信协议，目前已实现了Mecha-trolinkIII协议，这是由日本安川公司提出的一种符合EEE802.3u标准的以太网协议，传输速度可达到100Mbps。OMAPL138双核处理器芯片能提供丰富的外围接口，包括以太网、USB、RS232等接口，通过以太网接口实现运动控制模块与示教模块的通信。

示教模块由OMAPL138双核处理器电路、48个按键和5.7寸640×480彩色TFT组成，按键包括编辑键、手动操作键、示教编程键及功能键组成。为保证功能重构与硬件平台无关，采用Win-dowsCE6.0操作系统。该模块包含的软件功能构件有:文件管理、示教编程、参数设置、参数管理、图形模拟、以太网通信等。I/O模块负责逻辑控制功能，实现机器人与周边设备的协调作业任务。CAN协议是建立在国际标准组织开放系统互连模型之上，协议简单，最高通信速率可达1Mbit/s，直接传输距离高达10km，采取多主线工作方式，高抗电磁干扰性、纠错能力强;同时，CAN接口安装方便、成本低。本论文选用CAN总线作为运动控制器与I/O模板之间的数据通信方式。2)工业以太网通信协议机器人示教模块与运动控制模块的以太网通信功能采用套接字(Sock-et)方式来实现，Socket接口分为两部分:客户端和服务器，这里示教模块作为客户端，运动控制模块作为服务器。本文采用的通信模式采用主从方式，示教模块为主动方，发送机器人运动程序、控制参数和命令字，用来控制机器人的运动动作，而运动控制模块实时地将坐标数据及状态参数上传给示教模块。在开始通信时，将首先进行握手连接。

数据链路层协议定义了命令和数据两类报文形式，命令报文用来控制机器人的运行动作和流程，定义成标准的报文格式;数据报文用来传送机器人的运动程序和参数，数据量比较大，定义成一种扩展报文格式。标准报文格式有7个字节，第1个字节是报文头标识符，用来标识一次通讯的开始，本报文设为“%”。第2个字节是报文类型段，用来标识传输的消息类型和处理模式，定义的消息类型为:命令、数据，并提供了了两种报文处理模式:实时性和非实时性。当需要机器人完成急停处理、复位处理及超程报警等任务时，则传送具有实时性标识的报文;对一般的机器人处理任务，将报文标识为非实时性。报文的长度由第3、4字节标识，最长为65536字节。第5、6字节为数据段，第7个字节用“＆”来标识报文尾。当传输的信息类型标识为数据时，使用了一种扩展报文格式，此时数据段长度可以达到2K字节。示教模块按照报文通信协议将需要发送的数据封装起来，再使用传送函数将数据下传给运动控制模块，包括程序、参数、命令字。在数据报文中如果是多个程序指令，则不同指令之间用“\r\n”隔开，如:“%0x004D指令1\r\n指令2\r\n．．．．．．＆”。数据报文中参数按一定次序排列，用“;”隔开，如:“%0x004B参数1;参数2;．．．．．．＆”。示教模块下传、接收的部分数据报文定义。

工业机器人控制软件的重构方法

模块化机器人的控制软件都应当具备可剪裁性或多重性，整个体系结构应当能够被重新配置，以满足多种应用领域的需求，具备理想“开放性”概念的控制软件应可被拆分为多个标准部件。为了实现上的方便同时又满足组态的特性，本文提出了一个柔性的软件框架结构。“柔性”与“开放性”这2个概念有不同点，但又具有相同的特性，“开放性”侧重与外部系统通过定义标准的接口相互操作，而“柔性”是指系统能通过改变自身结构以适应外部环境的能力。这种柔性控制系统采用基于构件的组态结构，其软件由三部分组成:嵌入式柔性控制系统开发平台、机器人功能构件库和运动规划与控制算法构件库。嵌入式柔性控制系统开发平台用来实现功能构件封装、系统配置等任务。针对模块化机器人控制系统具有多功能和多对象的特点，控制软件的整体结构流程被设计成前台、后台程序模块，后台模块也称为"背景"程序，主要用来完成控制指令的准备工作和参数管理工作，前台模块是一个循环执行运行的程序，它是整个控制系统的核心。在系统运行过程中采用实时中断服务程序输出，前后台模块相互配合完成机器人控制系统的各项控制和管理任务。功能构件的程序模式由配置脚本文件指定。构件化结构关键是构件的提取，即对可重用对象的提炼概括。通过良好地定义这些对象之间相互通信的接口，可以将这些基本对象或将它们进一步分析以后形成的粒度更小的对象，在开发过程中加以重用。本文建立的构件库由用户层构件库和核心层构件库组成，两者之间通过标准硬件接口进行通信。用户层构件库包括人机界面、示教编程、运动规划、参数管理等非实时构件库。由于用户层使用WindowsCE操作系统，软件模块采用COM构件来实现。核心层构件库包括译码处理、速度控制、位置控制、运动学、逆运动学等机器人作业的实时性任务。由于核心层没有使用操作系统，本文利用功能函数形式实现。各种功能构件按标准接口进行封装，功能构件的接口。

控制模型及算法构件库设计

论文关键词：教育机器人应用现状竞赛

论文摘要：介绍教育机器人在机器人竞赛及课内外教学中的应用现状，并提出其教育价值。

1引言

自从20世纪50年代末世界上第一台机器人诞生之后，机器人技术得到了迅速的发展。机器人技术是一个国家科学技术水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，也是打开21世纪大门的钥匙[1]。

随着机器人技术的发展，其在教育领域的应用也逐步得到重视。目前教育机器人主要应用于课内外教学和参加各级各类科技创新活动，表现出了无可比拟的教育价值和极待挖掘的发展前景。

2机器人的定义

摘要：近年来管道在人们生活以及工业生产中被使用的越来越广泛，与此同时，管道故障所带来的问题日益突显，对国内外关于管道机器人的研究进行介绍，叙述了管道机器人的发展历程，以及近年来国内外管道机器人的发展方向和成果。通过国内外的研究成果对各种类型的管道机器人的结构特性以及其应用领域作了介绍，并对管道机器人的未来发展进行了展望。

关键词：管内机器人；行走方式；检测与维修

近些年来，为保障国家的能源消费，我国油气管网建设快速发展，先后开辟多条油气战略通道。然而，随着使用时间的增加，管道逐渐老化或腐蚀就会产生裂纹、穿孔、截面积减小等问题。而管道的检测、运维和安全对我国经济建设发展和人民生活质量的影响也日益明显。因此，管道机器人的检测和维护技术的研究就显得尤为迫切。管道机器人的研究早在上世纪50代就已经开始了，而得益于快速发展的自动控制技术和计算机技术，管道机器人的研究很快进入了快车道并迅速投入生产和实际应用。目前，无论是在石油、天然气、化工、核设施等传统工业领域，还是城市水管道、油烟管道以及生物医药领域都出现了管道机器人的应用场景，管道机器人可以说是无处不在。在满足了检测、建设、维护维修等方面对管道机器人的需求的同时，也推动了管道机器人的理论研究快速发展。由此可见，管道机器人的发展必将越来越快。

1管道机器人发展概况

西方国家对管道机器人的研究起步最早，其中发达国家在该领域内研究最早，处于世界领先地位，相关研究工作成果较多，且已经有了很高的实际应用水平。而国内对于管道机器人的研究发展起步虽然较晚，但在上海交通大学、清华大学、哈尔滨工业大学等一批国内顶尖大学和研发机构的努力下，我国在管道机器人领域的技术研究发展迅速［1－2］。

1．1国外研究现况