在线课程 – 现代机器人学认证专业:西北大学力学、规划和控制

元描述: 对现代机器人学中最重要的概念的研究,包括移动机器人和机械臂中的运动学、动力学、运动规划和控制。

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No prior knowledge required

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7-day free trial

No unnecessary risks

Skills you will acquire in the course

  • 沟通技巧
  • 故障 排除
  • 批判性思维
  • 团队 合作
  • 责任感
  • 时间管理
  • 分析思维
  • 创造力
  • 写作技巧
  • 技术理解

What you will learn in the course

Courses for which the course is suitable

  • 机器人工程师
  • 机器人软件开发人员
  • 交通规划工程师
  • 机器人模拟器开发人员
  • 控制工程师
  • 工业机械手软件开发人员
  • 移动系统工程师

焦点 – 6 部分课程系列

  • 本重点使用现代轴承理论的表示和指数的乘积公式,对空间运动和固体动力学进行了深入处理。
  • 工程水平的一年级学生将很快学会将这些工具应用于机器人运动的分析、设计和控制。
  • 学生将通过编写机器人软件来加强对机器人数学的理解。
  • 学生将在免费且最先进的机器人模拟器上测试他们的软件,这使每个学生都可以获得真实的工业机械手和移动机器人机器人编程体验,而无需购买昂贵的硬件。
  • 强烈建议按顺序学习重点课程 1-6,因为这些材料是相互关联的。

应用学习项目

  • 在这些项目中,学生们以不同的语言编写了免费软件,允许每个学生选择他们喜欢的语言。
  • 这些项目包括:
    • 为机械臂编写模拟器。
    • 为机器人编写动作规划器。
    • 编写用于移动机械手的路线规划和反馈控制的软件,该机械手由一个带轮子的移动机器人和一个机械臂组成。
  • 整个软件在机器人模拟器上进行测试。

Details of the courses that make up the specialization

现代机器人技术,课程 1:机器人运动基础

  • 课程 1
  • 24 小时
  • 4.7 (963 评价)

课程详情

学习内容
  • 想知道机器人是如何工作的吗?
  • 对机器人技术这一职业感兴趣?
  • 准备好努力学习机器人技术所有子领域中使用的基本数学建模技术了吗?

如果是这样,那么“现代机器人学:力学、规划和控制”专业可能适合您。该专业由六门短期课程组成,是为希望在机器人领域工作或进行高级研究的认真学生的认真准备。这不是一个样本。

在专业课程 1 机器人运动基础中,您将学习有关机器人配置的基本材料,包括串行机器人机械和具有闭合链条的机器人。您将了解 C 空间、自由度、C 空间拓扑、配置的显式和隐式表示以及整体和非整体限制。您还将学习如何将速度和空间力表示为保证扭曲。这种材料是研究一切运动的事物(例如机器人)的核心。

这门课程基于《现代机器人学:力学、规划和控制》(Lynch & Park,剑桥大学出版社,2017年)一书。您可以购买这本书或使用免费的 PDF。以您选择的编程语言(无论是 Python、数学还是 MATLAB)构建机器人软件库,并使用免费的 V-REP 机器人模拟器,让您可以在舒适的家中与一流的机器人一起工作,而无需任何财务投资。

现代机器人学,课程 2:机器人运动学

  • 课程 2
  • 18 小时
  • 4.9 (287 评价)

课程详情

学习内容
  • 想知道机器人是如何工作的吗?
  • 对机器人技术这一职业感兴趣?
  • 准备好努力学习机器人技术所有子领域中使用的基本数学建模技术了吗?

如果是这样,那么“现代机器人学:力学、规划和控制”专业可能适合您。该专业由六门短期课程组成,是为希望在机器人领域工作或进行高级研究的认真学生的认真准备。这不是一个样本。

在专业课程 2 机器人运动学中,您将学习使用指数乘积公式求解前运动学(根据关节的值计算机器人“手”的配置)。您在课程 1 中的努力将得到回报,因为使用您学到的工具可以轻松学习前运动学。接下来,您将学习与关节的速度和力/扭矩相关的速度运动学和静力学,以实现扭转和最终效果的保证、反向运动学(计算关节的值以实现所需的“手”配置)以及闭链机器人的运动学。

这门课程基于《现代机器人学:力学、规划和控制》(Lynch & Park,剑桥大学出版社,2017年)一书。您可以购买这本书或使用免费的 PDF。以您选择的编程语言(无论是 Python、数学还是 MATLAB)构建机器人软件库,并使用免费的 V-REP 机器人模拟器,让您可以在舒适的家中与一流的机器人一起工作,而无需任何财务投资。

现代机器人学,课程 3:机器人动力学

  • 课程 3
  • 21 小时
  • 4.7 (162 评价)

课程详情

学习内容
  • 想知道机器人是如何工作的吗?
  • 对机器人技术这一职业感兴趣?
  • 准备好努力学习机器人技术所有子领域中使用的基本数学建模技术了吗?

如果是这样,那么“现代机器人学:力学、规划和控制”专业可能适合您。该专业由六门短期课程组成,是为希望在机器人领域工作或进行高级研究的认真学生的认真准备。这不是一个样本。

在专业课程 3 机器人动力学中,您将学习正向动力学(根据关节的配置、速度、力和扭矩计算机器人的加速度)和逆动力学(根据机器人的配置、速度和加速度计算关节所需的力和扭矩)的有效数值算法。第一个用于仿真,第二个用于控制机器人。您还将学习如何在动态限制下设计机器人路径。

这门课程基于《现代机器人学:力学、规划和控制》(Lynch & Park,剑桥大学出版社,2017年)一书。您可以购买这本书或使用免费的 PDF。以您选择的编程语言(无论是 Python、数学还是 MATLAB)构建机器人软件库,并使用免费的 V-REP 机器人模拟器,让您可以在舒适的家中与一流的机器人一起工作,而无需任何财务投资。

现代机器人学,课程 4:规划和控制机器人运动

  • 课程 4
  • 31 小时
  • 4.9 (110 评价)

课程详情

学习内容
  • 想知道机器人是如何工作的吗?
  • 对机器人技术这一职业感兴趣?
  • 准备好努力学习机器人技术所有子领域中使用的基本数学建模技术了吗?

如果是这样,那么“现代机器人学:力学、规划和控制”专业可能适合您。该专业由六门短期课程组成,是为希望在机器人领域工作或进行高级研究的认真学生的认真准备。这不是一个样本。

在专业课程 4 机器人运动的规划和控制中,您将学习机器人运动生产的关键概念:在存在障碍物的情况下为机器人规划运动,并控制实时反馈以跟踪计划的运动。教科书《现代机器人学》的第 10 章“运动规划”涵盖了 C 空间障碍物、图形和树、图形搜索等基本材料,以及经典和现代运动规划技术,例如基于网格的运动规划、随机抽样规划器和虚拟势场。第 11 章,机器人控制,涵盖运动控制、力控制以及运动和功率的混合控制。

这门课程基于《现代机器人学:力学、规划和控制》(Lynch & Park,剑桥大学出版社,2017年)一书。您可以购买这本书或使用免费的 PDF。以您选择的编程语言(无论是 Python、数学还是 MATLAB)构建机器人软件库,并使用免费的 V-REP 机器人模拟器,让您可以在舒适的家中与一流的机器人一起工作,而无需任何财务投资。

现代机器人技术,课程 5:机器人和带轮子的移动机器人的操作

  • 课程 5
  • 35 小时
  • 4.7 (82 评价)

课程详情

学习内容
  • 想知道机器人是如何工作的吗?
  • 对机器人技术这一职业感兴趣?
  • 准备好努力学习机器人技术所有子领域中使用的基本数学建模技术了吗?

如果是这样,那么“现代机器人学:力学、规划和控制”专业可能适合您。该专业由六门短期课程组成,是为希望在机器人领域工作或进行高级研究的认真学生的认真准备。这不是一个样本。

在专业的第 5 门课程“机器人操纵和带轮子的移动机器人”中,我们将深入研究机器人技术的高级主题。教科书《现代机器人学》的第 12 章“感知和操纵”涵盖了接触的刚体之间的运动学和力的模型,并将该模型应用于机器人感知和其他操纵任务的分析和设计。第 13 章,带轮移动机器人,涵盖了带轮移动机器人的建模、运动规划和反馈控制,并最后提到了由带轮子的移动底座和机械手组成的移动机械手的控制。

这门课程基于《现代机器人学:力学、规划和控制》(Lynch & Park,剑桥大学出版社,2017年)一书。您可以购买这本书或使用免费的 PDF。以您选择的编程语言(无论是 Python、数学还是 MATLAB)构建机器人软件库,并使用免费的 V-REP 机器人模拟器,让您可以在舒适的家中与一流的机器人一起工作,而无需任何财务投资。

现代机器人学,课程 6:期末项目,移动操作

  • 课程 6
  • 20 小时
  • 4.9 (52 评价)

课程详情

学习内容

现代机器人专业的最后一个项目涉及移动操作:同时控制带有轮子和机械手的移动底座的运动,以完成操作任务。该项目结合了专业的几个主题,包括路线规划、移动机器人的里程计和反馈控制。从提供给您的现代机器人软件库(用 Python、Math 和 MATLAB 编写)以及您为以前的课程编写的软件开始,您将开发用于规划和控制移动机械手的运动以执行提升和降低任务的软件。在 KUKA youBot 上测试您的软件,这是一款便携式机械手,由一个带有 Miknum 轮子的便携式底座、一个带有 5 个关节的机械手和一个手柄组成。先进且免费的 V-REP 模拟器将用于模拟任务。