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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
邓晓燕 林灿光 施翔宇 吴泽荣 陈浩彬
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。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王佩 冯波
结合新工科建设和课程教学内容,设计了复杂机械产品三维装配虚拟仿真实验。采用虚拟装配仿真软件Delmia/DPM实现了装配设计过程虚拟操作和虚拟装配实验,利用Delmia/DPM软件的装配工艺建模与仿真功能实现了装配仿真过程建模、参数仿真等实验内容。该虚拟仿真实验的开展激发了学生课程学习的兴趣,增强了学生对三维装配工艺设计技术的感性认识,能有效解决实践教学中物理教学资源不足的问题,取得了较好的实验教学效果。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
胡奎 张继文 董云飞 吴丹
为解决机械臂运行过程中避让关节限位的问题,该文以SGRGS构型的7自由度机械臂为对象,提出了一种机械臂逆运动学优化算法.首先,引入臂角变量,推导得到含臂角变量的逆运动学封闭解,并在此基础上,将关节限位和臂角可行范围进行映射;其次,定义一种包含权重函数的避限位优化目标函数,其中权重函数取值与关节实际位置有关;最后,通过线性展开方法简化臂角与关节位置的关系式,从而将原有复杂形式的优化目标函数简化为二次函数,结合求得的臂角可行范围完成优化求解,实现关节避限位.计算结果表明:该算法可以有效避让关节限位,且直观、简单、运算效率较高,可以进行实时运算.
关键词：
冗余机械臂 逆运动学 避限位 7自由度
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
武照云 李丽 朱红瑜 李广玉 刘保国
分析了机械原理与设计实验课程教学中存在的问题,以及虚拟仿真实验教学平台的功能需求、开发方案、技术路线与典型模块功能,开发了机械原理与设计虚拟仿真实验教学平台。该平台所设置的实验分为基础认知类实验、参数测试类实验、原理验证类实验与综合训练类实验。文中对有代表性的机械零件认知实验、凸轮机构运动参数测试实验、渐开线齿轮范成原理实验和减速器拆装实验给出进一步说明。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王龙庭 石永军 姜浩 徐兴平 盖永革 陆富荣
设计了一种基于计算机网络和大数据的工程机械虚拟仿真实验教学平台。该平台的硬件部分由仿真虚拟上位机、信号控制模块、信号驱动模块、仿真机械运动平台、信号感应模块和LED显示模块等部分构成;软件部分涵盖系统时域数据信号的分析及频域特征的研究。该平台可以实现用户操作、场景虚拟及场景选择等多种实验教学功能,并且采用了功能性更强的UGNX虚拟仿真技术,以提高虚拟教学平台的功能性和数据共享性。该平台的功能性表现优于传统实验教学平台,数据处理的响应值变动更小、效率更高。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李亚南 王伊瑾
针对CAN总线技术学习内容抽象、晦涩及传统实践教学存在的不足,以汽车内CAN网络为研究对象,结合三维仿真技术,提出构建三维虚拟汽车网络仿真实验平台的实验方案。讨论了实现仿真平台的关键技术和关键设计,并以汽车内网络节点的通信设计实验为例,详细论述了实验设计过程和所涉及的课程知识点。
关键词：
CAN总线 汽车网络 三维仿真 实验平台
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵海滨 刘冲 陆志国 颜世玉 于清文
根据动力学方程,利用Matlab/Simulink建立了欠驱动两杆机械臂Pendubot的仿真模型和控制器。控制器包括摆起控制器、平衡控制器和切换控制器。摆起控制器采用部分反馈线性化方法,平衡控制器采用线性二次型调节器(LQR)。首先进行Pendubot系统的摆起控制,然后当接近竖直向上的位置时,将控制器转换为平衡控制器。该仿真实验有利于培养学生的实际动手能力、独立思考能力和创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘清涛 张新荣 贺朝霞
基于开放共享的理念构建了工程机械开放式虚拟仿真实验教学平台。该平台集成了6个实验系统,能够循序渐进地开展验证型—设计型—综合型—创新型实验,全面实现技术体系、实验功能、实验内容、实验场所的开放。阐述了平台的建设内容、体系结构,以工程机械原理虚拟仿真系统为例,分析了平台的功能实现。着重论述了平台的开放模式,以及基于这一模式开展的线上线下混合教学模式改革的实践。
关键词：
工程机械 虚拟仿真 实验教学 开放模式
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
晁涛 杨明 马萍 李伟 王松艳
设计开发了集教学、效果评价与师生互动于一体的综合实验教学软件平台。在平台的教学模块设计中引入"基于问题学习"和翻转课堂教学思想,建立了多角度、多层次的实验问题库,可进行知识巩固实验、自主设计实验、竞赛题目求解实验和实际问题设计实验,适应本科生、研究生以及竞赛预备生的实验需求。在教学效果评价模块设计中引入系统综合评价方法,建立合理的教学效果评价指标,从多维度考查教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王新 王新庆 文岩 李世庆 王继荣
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”课程理论基础知识的具体运用,而通过网页的机械臂远程控制实验,则使机械臂仿真与实物实验结合起来,对“机器人学”课程教学改革起到促进作用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李光平 唐月夏
为减少自动化设备调试中的风险,设计了自动化生产线装配单元的三维仿真平台。该平台利用CAD软件建立直线运动和旋转运动的三维模型,推导了三维模型运动的函数,以"态神"组态软件设计上位机界面,PLC为核心控制器。实验结果表明平台工作稳定可靠,画面真实感强,实时交互性好,有效提高了设备运行调试的效率和安全性。
关键词：
三维仿真平台 组态软件 PLC 自动化
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马睿 张志明 许春权
开发了一套基于语音控制的机械臂3D虚拟操作的仿真实验平台。平台设计采用LabVIEW的3D仿真模块和Microsoft的语音识别引擎,解决机械臂对象的3D建模、运动显示算法和语音识别控制等核心问题。其中3D对象建模用LabVIEW三维图片工具完成,运动显示控制算法采用循环内嵌事件的主体结构,依靠.NET节点调用语音识别引擎实现语音指令。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘志林 廖浚宇 苏丽 朱齐丹 曾薄文 原新
该文基于六自由度机械臂设计了一套支持虚实联动的沉浸式板球平衡装置实验平台。首先，基于六自由度机械臂的板球平衡装置可将小球稳定控制在平板中心区域；其次，基于图形化交互设计的软件可直观控制实验平台的各项功能，提高了实验平台的人机交互体验；最后，在Gazebo仿真平台中构建三维虚拟板球装置并与真实板球装置实时联动，并由VR技术提供沉浸式观测体验。该实验平台综合了机械臂、VR、自动控制等多种技术，对机械臂教学实验和相关算法验证具有积极意义。
关键词：
机械臂 虚拟现实 板球平衡 人机交互
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李祥林 王晓松 冯兴田 董磊 马文忠
以单体励磁爪极场调制（SECPFM）电机为例，使用仿真软件JMAG和MATLAB对电磁学课程中复杂抽象的磁路问题进行具体化分析，并应用于电机静态特性研究，降低了学生理解“场化路”的难度。首先，在JMAG软件中建立单体励磁爪极场调制电机的三维有限元模型，并根据结构尺寸参数确定电机定子、转子和定转子间气隙的等效磁导数值；然后，在MATLAB软件中建立三维等效磁网络模型，并分析电机静态特性；最后，通过有限元仿真和实验测试均验证了三维等效磁网络建模的准确性和对电机静态特性分析的有效性。该方法可应用于电磁学相关课程教学中磁路原理的分析，有助于学生拓展等效磁网络建模的思维并提高相关的科研实践能力。
关键词：
电机 等效磁网络 仿真分析
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王佩 贺华 陈改革
结合新工科建设和课程教学内容,设计了天线制造过程三维虚拟实验。采用虚拟生产过程仿真软件Quest实现了制造过程虚拟操作和虚拟制造实验,利用Quest软件的车间三维布局与物流建模功能实现了制造过程建模、参数仿真等实验内容。虚拟仿真实验激发了学生课程学习的兴趣,增强了学生对生产技术的感性认识,能有效解决实践教学中生产装备不足的问题,取得了较好的实验教学效果。
关键词：
天线制造 虚拟仿真 实验教学 Quest
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