【刚柔软机器人与机器人优化】

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非常广泛的应用前景。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相关学科。

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：

目录

机器人优化设计与仿真分析 刚柔软机器人结构设计与仿真分析

核心工具使用Matlab与仿真软件（Simulink、Adams、Workbench、Solidworks等）进行联合仿真，

机器人优化设计与仿真分析：力图大家掌握机器人优化设计与仿真分析运动学MATLAB脚本编写、工作空间建模、奇异分析、动力学建模、解析建模参数识别、刚度建模与解析、多目标优化、控制算法及仿真、运动规划等。

刚柔润机器人结构设计与仿真分析：力图大家掌握机械臂联合仿真、软体机器人关节设计、运动学/静力学分析、软体爬行机器人、不同驱动模型设计、软体手抓取与逆运动求解、视觉处理、变刚度与控制等。

机器人优化设计与仿真分析

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

4. 串联机器人MATLAB Robotic Toolbox使用

5. 机器人工作空间（离散法、几何法）建模

6. 工作空间MATLAB脚本编写

7. 工作空间CAD（SolidWorks）建模

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）

三、机器人动力学仿真

1. 机器人动力学（建模方法、解析建模）

2. MATLAB（脚本编写、simulink仿真、Simcape仿真）

3. MATLAB-Adams联合仿真

4. 动力学参数识别

四、机器人刚度建模

1. 机器人刚度建模（解析建模、MATLAB脚本）

2. MATLAB/Workbench联合仿真

五、机器人优化设计

1. 机器人优化设计

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）

六、机器人控制仿真

1. 机器人控制

2. 控制算法（PID、前馈、计算力矩、滑膜、模糊等）

3. MATLAB/Simcape控制仿真

4. 机器人运动规划（NURBS、多项式、避障等）

5. MATLAB优化仿真

6. MATLAB-Vrep（CoppeliaSim）可视化联合仿真

刚柔软机器人结构设计与仿真分析学习

一、机器人设计理论

1. 刚性机器人简介、变刚度的概念、分类和发展进程

2. 设计原则和驱动方法概述

3. 面临的主要科学问题和应用前景

4. 运动学模型分析

5. 动力学模型分析

二、机器人仿真实例

1. 机械臂Matlab建模仿真分析(实例)

2. 机械臂ADAMS动力学仿真分析(实例)

三、机器人仿真实例

3. Matlab与Solidworks机械臂联合仿真（实例）

4. 弹跳机器人ADAMS动力学仿真分析（实例）

5. 基于Matlab 与ADAMS联合的机器人系统仿真分析（实例）

四、软体关节设计理论

1. 软体机器人关节设计方法简介

2. 软体机器人关节定量设计

   2.1 目标确定

   2.2 拓扑结构设计

   2.3 驱动器选择与设计

   2.4 传感器选择与设计

五、软体关节设计实例

3. 常见软体机器人设计实例

3.1 无轴向形变软体机械手的制作

3.2 有轴向形变软体机械手的制作

3.3 爬行机器人的制作：水平面爬行、垂直面爬行

3.4 软体机器人鱼的制作3.5 其他类型软体机器人的制作

六、有限元仿真分析

1. ANSYS的基本功能介绍

2.超弹性材料柔性手指的形变分析实例

2.1 参数设置 2.2 仿真结果

3.硅胶材料柔性机器人的形变分析实例

3.1 硅胶柔性关节单驱动

3.2 硅胶柔性关节多驱动

4. 气动软体机械手形变仿真实例

七、静、动力学分析

1. 软体机器人的模型概述

2. 软体机器人运动学分析

2.1 传统刚性机器人运动学

2.2 软体机器人运动学分析（matlab仿真实例）

3. 软体机器人静力学分析

3.1 静力学分析方法简介

3.2 不考虑、考虑重量和负载情况的静力学分析

3.3 基于Cosserat 理论的静力学建模 （柔性手指仿真）

4. 软体机器人动力学分析与实例

4.1 电机驱动方式动力学模型

4.2 气压驱动方式动力学模型

4.3 智能材料驱动方式动力学模型

八、软体爬行机器人

1. 软体爬行机器人结构设计

2. 软体爬行机器人动力学模型分析

3. 爬行机器人实例分析

3.1 压电材料驱动机器人

3.2 气液驱动机器人

3.3 SMA材料驱动机器人

九、软体手抓取控制

1. Matlab与机器人的通讯方法设计

1.1 通讯建立的技术路线

1.2 Matlab与ROS间的通信

1.3 ROS与cobotta机器人间的通信

2. 机器人逆运动学求解

2.1 DH参数与坐标系的建立 2.2 Matlab中建立机器人模型

2.3 逆运动学求解 2.4 关节角的修正

2.5 求解的分析及筛选

3. 视觉处理方法设计

3.1 摄像头连接与图像的获取

3.2 图像处理与坐标转化计算

4. 应用开发与抓取实验

十、变刚度与控制

1. 离散型刚性关节变刚度方法

2. 连续型刚性关节变刚度方法

3. 软体机器人变刚度方法

4. 变刚度软体机械手的位移实时控制实例

4.1 无模型控制理论(PID控制、模糊PID控制、滑模控制、神经 络控制等）

4.2 有模型控制理论 (重点介绍迟滞理论等模型）

4.3 混合模型控制方法的简介及应用

以上内容可作为参考