bi2nr21 -自然和人工机器人

模块供应商: School of Biological Sciences
学分数： 20 [10 ECTS credits]
水平:5
教学用语： 秋天 / 春天 term module
先决条件:
模块化的必备条件:
相关内容:
模块被排除在外:
目前从: 2021/2

模块召集人: 威廉·哈温教授
电子邮件: w.s.harwin@reading.ac.uk

模块类型：

概述模块描述：

学生将学习机器人的数学，并通过构建和编程简单的机器人、假肢、矫形器或辅助设备，看到这些数学的作用。 机器人的概念建立在正运动学和逆运动学的数学基础上，通过描述两连杆平面机械臂的几何形状，并将机械臂的位置、速度和加速度的值联系起来。 机器人连杆（手臂/腿/手）的数学描述是控制机器人端点的必要步骤，例如，到达目标，击球，行走，抓住灯泡等。  这种数学在生物工程领域很重要，比如假肢、触觉学、外骨骼和康复机器人。 它也被广泛应用于其他学科，如虚拟现实和电脑游戏。 这种经验将在工程设计的背景下扩展，让学生在机器人、医疗机器人、辅助机器人、假肢、矫形器和外骨骼领域创造和原型化新的想法。

目的:

本课程旨在向学生介绍串联链的运动学，以及与运动物体相关的力和加速度。 施加扭矩的执行器将从其性能特性考虑，包括动物肌肉，气动，液压和电机。 学生还将学习人类和人工连接的感觉和反射机制，并将这些概念扩展到考虑更高层次控制器（大脑和/或监督控制的概念）的需求。 将会有关于生物力学、辅助技术和机器人的案例NBA投注[手机]俱乐部研究。

可评估的学习成果：

学生将在力学领域发展数学和分析技能，并了解如何将这些技能应用于两个明显不同的领域，而在实践中却有相当相似的操作。 学生还将能够考虑简化的数学模拟，并将其与生物力学中正动力学和逆动力学问题的标准软件包进行比较。  Parallels will be drawn between biological linkages (arms/legs/fingers etc) and mechanical l inkages

额外的结果:

大纲内容:

基本机构理论、执行机构和动力传动机构、运动学、四杆机构、工程设计、工程材料选择、快速成型、3D打印。

自由形状制造方法，腿式机器

静力学，包括牛顿-欧拉向后递归算法

加速坐标系的定义

闭型逆动力学

Introduction to position and force control of manipulators

触觉控制器架构

计算机辅助设计和3D打印。

简单PID控制

将串行连杆数学应用于学生设计的一个串行连杆。

教学方法简述：

讲座、实验室实践和翻转课堂。

联系时间:

	秋天	春天	夏天
讲座	10	10
实践课程和工作坊	10	10
在工作室/车间监督时间	20	20
引导自主学习：
更广泛的阅读（独立）	10	10
更广泛的阅读（指导）	10	10
考试修订/准备		15
同伴辅助学习	10	10
演讲准备	4	4
准备实践报告	1	15
开展NBA投注[手机]俱乐部研究项目	5	6
反射	10
按学期划分的总学时	90	110	0
模块总学时	200

总结性考核方法：

方法	百分比
笔试	50
投资组合	40
口头评估及报告	10

总结性评核-考试：

1个3小时考试

总结性评估-课程作业和课堂测试：

一个投资组合

一项NBA投注[手机]俱乐部研究项目以报告方式评估

形成性评价方法：

一场小型竞赛将展示机器人手臂的构造和编程技能，以加强机器人技术的概念，如力和速度雅可比矩阵、逆运动学、路径规划等。

逾期提交的处罚：

支助中心将对逾期提交的工作实行下列处罚：

• 在原定截止日期（或任何正式同意的延期截止日期）之后提交的作业：截止日期后的每个工作日（或其中的一部分）将从该作业的总分数中扣除10%的分数，最多可达五个工作日；
• 如果作品在原始截止日期（或任何正式同意的截止日期延长）后超过五个工作日提交：将记录零分。

The University policy statement on penalties for late submission can be found at: /web/FILES/qualitysupport/penaltiesforlatesubmission.pdf
You are strongly advised to ensure that coursework is submitted by the relevant deadline. 您应该注意，建议在未完成状态下提交作业，而不是没有提交任何作业。

通过考试的评估要求：

40%

重新安排:

检查

额外费用（适用时指定）：

1) Required text books:  None

2) Specialist equipment or materials:  None

3) Specialist clothing, footwear or headgear:  None

4) Printing and binding:  None

5) Computers and devices with a particular specification:  None

6) Travel, accommodation and subsistence:  None

最后更新: 2021年6月28日