《機(jī)器人控制：理論、建模與實(shí)現(xiàn)》

        本書是由合肥工業(yè)大學(xué)副校長，教授、博導(dǎo)趙韓等主編，入選“十四五”國家重點(diǎn)出版物出版專項(xiàng)規(guī)劃項(xiàng)目《機(jī)器人科學(xué)與技術(shù)”叢書》。

       該叢書以開放式架構(gòu)滾動出版，向科研與教學(xué)領(lǐng)域的研究生和研究工作者提供機(jī)器人科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論與科學(xué)研究方法，展示這一領(lǐng)域的前沿、進(jìn)展及成果，打造機(jī)器人科學(xué)與技術(shù)的高端學(xué)術(shù)品牌。

        本書將中科深谷CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)及SCARA機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人和移動機(jī)器人等多個機(jī)器人產(chǎn)品的軟硬件體系全面納入教學(xué)實(shí)踐，教材中應(yīng)用CSPACE項(xiàng)目作為案例導(dǎo)入，展現(xiàn)了最前沿的機(jī)器人、人工智能、智能制造領(lǐng)域的技術(shù)與應(yīng)用，為落實(shí)信息技術(shù)教育、推動創(chuàng)新發(fā)展注入活力。目前本書已經(jīng)正式出版發(fā)行。

01、 何為CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)？

       CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)是中科深谷推出的一套半實(shí)物仿真與控制系統(tǒng)，具有快速控制原型（RCP）與硬件在環(huán)仿真（HIL）兩大功能。機(jī)器人控制器是一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，中科深谷突破實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、基于模型設(shè)計(jì)的機(jī)器人實(shí)時(shí)仿真與控制、高精度軌跡跟蹤與動態(tài)軌跡規(guī)劃等核心技術(shù)，基于CSPACE開發(fā)出一套實(shí)時(shí)機(jī)器人控制器，具有實(shí)時(shí)、高效、開源等特點(diǎn)，為企業(yè)工程師研發(fā)產(chǎn)品提供有力支撐，助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

       中科深谷的CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)采用了一種基于模型設(shè)計(jì)的方法，將仿真建模與實(shí)際研發(fā)產(chǎn)品結(jié)合，引入高可靠性的實(shí)時(shí)軟硬件環(huán)境做技術(shù)保障，提供快速原型控制(RCP)與硬件在環(huán)回路(HIL)全套解決方案。該方案針對不同的應(yīng)用場景，提供多種類型實(shí)時(shí)仿真機(jī)，減少了實(shí)際的多場景開發(fā)成本，CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)作為中科深谷自主創(chuàng)新研發(fā)的核心產(chǎn)品性能指標(biāo)更是直接對標(biāo)國際一線品牌的國產(chǎn)化替代，在新能源汽車、機(jī)器人與智能制造、康養(yǎng)智能裝備、農(nóng)業(yè)智能裝備、科研與教育領(lǐng)域有豐富的經(jīng)驗(yàn)積累，為用戶提供了專業(yè)解決方案和優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

02、入編國家“十四五”重點(diǎn)出版物項(xiàng)目部分項(xiàng)目案例展示

基于CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品及關(guān)鍵技術(shù)的項(xiàng)目研究

        本書內(nèi)容涉及方程推導(dǎo)、基礎(chǔ)硬件與軟件設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)控制算法和多個應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目，并結(jié)合 MATLAB/ Simulink 強(qiáng)大的運(yùn)算能力，以 SCARA 機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人和移動機(jī)器人為研究對象，進(jìn)行了算法分析和仿真，可極大地降低學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)難度，提高其學(xué)習(xí)興趣。本書可供機(jī)電工程、機(jī)器人、電力電子、自動控制等領(lǐng)域的科研工作者和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)與閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考。

01  SCARA機(jī)器人

      SCARA 機(jī)器人系統(tǒng)是由四軸機(jī)械臂本體、伺服驅(qū)動器、控制系統(tǒng)、上位機(jī)和穩(wěn)壓電源組成。機(jī)器人控制系統(tǒng)采用國際上先進(jìn)的基于模型設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法。能夠驗(yàn)證 SCARA 機(jī)器人多自由度運(yùn) 動控制算法、軌跡規(guī)劃算法等，并能開發(fā)高級的動力學(xué)算法，還可以在該產(chǎn)品上開發(fā)各種機(jī)器人場景應(yīng)用。

02  串聯(lián)協(xié)作機(jī)器人

       協(xié)作型工業(yè)機(jī)器人與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人有明顯區(qū)別，其多應(yīng)用于服務(wù)行業(yè)，與人協(xié)作能力強(qiáng)、對環(huán)境的感知性好等多種特點(diǎn)，可以和人協(xié)作完成 預(yù)期的任務(wù)，比如水果采摘、自動化車間人機(jī)協(xié)作等環(huán)境復(fù)雜領(lǐng)域。關(guān)節(jié)模組的輸出線有電源線和 EtherCAT 總線通訊線，從輸出端面輸出，如下圖所示：

03  雙臂協(xié)作機(jī)器人

       智能雙臂協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)，核心運(yùn)動控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動器全自主開發(fā)。采用基于模型設(shè)計(jì)（MBD）工程開發(fā)方法實(shí)現(xiàn)機(jī)械 臂運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)算法開發(fā)與應(yīng)用，提供豐富的控制案例程序，配套有上位機(jī)監(jiān)控軟件，可實(shí)時(shí)修改控制參數(shù)、監(jiān)控機(jī)械臂的參數(shù)，不僅方便教學(xué)，還能為深層次的協(xié)作機(jī)械臂或相關(guān)的機(jī)器人科研提供研發(fā)平臺。

04  移動機(jī)器人

       移動機(jī)器人可以代替人出行，在定位與導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)支持下，可以在戶外完成特定的任務(wù)并順利返回，在后疫情時(shí)代下，人們可以很好地依靠移動機(jī)器人代替出行，比如購買生活必需品、購買醫(yī)藥等必須活動。