基于TwinCAT的机器人实验平台设计

来源 :实验技术与管理 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caoyouwen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了实现工业机器人实验教学的多元化发展与创新,文章设计了一种基于TwinCAT控制系统与Qt图形界面的仿真-实物实验平台.采用开源的Bullet物理引擎实现了机器人的三维显示,利用自动化设备规范(automation device specification,ADS)技术实现了TwinCAT平台与Qt之间的数据通信.
其他文献
针对工业机器人实践教学系统复杂,学生学习难度大、兴趣低等问题,设计了包括基于沉浸式VR工业机器人虚拟拖拽式示教、离线编程、工业机器人实训工作站的递阶式综合工业机器人实训平台.该平台将虚拟仿真技术与机电学科专业深度融合,设计了虚拟实验对象,增添了实验趣味性.这种分层递阶模块化的工业机器人综合实践教学,能够循序渐进地培养和提高学生的机器人设计能力和工程实践创新能力.
为了增强能动专业本科生对相变换热过程的理解,提高科研素养和创新能力,开设了“大容器沸腾和冷凝换热过程”教学实验课程.实验内容包括“三种沸腾模式的可视化”等两种演示实验,以及“恒定压力下的热流密度和表面换热系数测定”等五种研究型实验,并针对能力较强的学生提供多种开放性实验项目.所用实验装置具有可视性,有助于学生观察沸腾过程中出现的各种现象,以及对应参数的变化过程.实验教学采用小班授课形式,教师亲自演示并指导学生操作,以确保教学质量.
文章构建了具有自主知识产权的煤矿采掘面产尘模拟分析实践教学系统.该系统可使学生全面、直观地感受煤矿采掘面截割/钻进破煤产尘过程,并指导学生开展“截割/钻进参数调控-产尘特征监测-数据统计分析”的全过程自由探索型创新实验,量化分析截割/钻进参数对产尘特征(浓度、分散度等)的影响.对于提高学生的思考和实践能力,培养学生的创新思维,深化学生对采煤、掘进过程中粉尘灾害和产尘机理的理解,激发学生的科研兴趣,以及有针对性地提出截割/钻进减尘、优化粉尘工程控制措施和个体防尘技术具有重要意义.
文章设计了以基于遮挡与干扰两类人脸伪装手段的综合型实验.实验中制备了相关的实验器具与样品,通过真实采集与仿真模拟两种手段得到了实验样本,调用了智慧警务平台“Face++”模块接口来验证识别准确率,并建立了反侦查指数进行综合评判.通过对比研究并结合现有人脸识别算法原理,该实验能够使学生深入了解与掌握现有人脸识别算法的技术局限性与发展趋势,有助于培养相关专业学生的创新意识与实践能力.
文章介绍了卫星通信组网虚拟仿真实验教学平台建设情况.基于该平台设计了虚拟仿真实验教学环境、教学内容和教学活动.利用Unity 3D建模、真实计算引擎等技术,实现了卫星通信空间段、地面段、星-地链路、通信系统的三维重现和仿真运行,还原了卫星通信整体设计过程.该平台能够使学生在逼真互动的真实场景中建立卫星通信的系统认识,避免了传统的卫星通信组网教学设计不可见、高成本、空时受限等问题,激发了学生的工程意识,提高了实践创新能力.
金属卤化物钙钛矿材料由于具有优异的光电性能,近几年已成为光电材料领域的研究热点.该文围绕CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿量子点的制备及性能表征,设计了一个综合性本科教学实验.该实验在室温空气氛围中合成无机钙钛矿量子点,采用阴离子交换方式调节量子点的发光颜色,利用荧光光谱仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜对量子点的发光性能、结构和形貌进行表征.结果表明,所制备的钙钛矿量子点结晶性能良好、形貌大小分布均匀,且具有较好的发光性能,在紫外光激发下,CsPbBrxI3–x、CsPbBr3和CsPbBrxCl3
该文以基于深度学习的机器人抓取研究成果为基础,利用虚拟仿真技术,开发了机器人抓取实验教学系统.该系统形成了关键基础知识的模块化学习、数据集的创建与扩增、卷积神经网络的设计与训练、工业与生活服务场景的搭建,以及机器人抓取仿真实验验证等层次递进的实验过程,融合了理论知识考核、实验实践测评以及实验报告分析等在线评价方法,降低了实验教学成本,提高了教学质量和学习效率.
文章介绍了“数控编程与加工”课程教学改革,包括:以典型数控铣削加工为例,设计了包括工艺分析与加工方案制定、数控程序编制和仿真、三维数控实验平台的机械结构和伺服驱动的认知、零件实物加工、加工成品检测、程序完善和分析的教学项目;融合了线上线下混合式教学模式;建立了学生分组合作、讨论、汇报和组间互鉴互评机制;建立了“以组为单位定排名区间,以个人为单位定贡献差值”的分组考核方法等.教学效果表明,该项课程改革提高了学生的实践能力,提升了教学团队的业务水平.
结合高电压技术与图像识别技术,开发了基于STM32F104微控制器的高压放电图像识别系统,该系统能够对高压放电区域内的图像进行图像获取和传输,并在微控制器内对图像进行预处理、灰度化和特征提取.通过比较高压放电前后图像中灰度化放电像素的点数差异,能够较为准确、快速地识别球板电极间隙内的放电状态,识别准确率达92%以上.此外,基于此系统设计了“高电压技术”课程的电力设备放电检测教学环节,取得了较好的教学实践效果.
在黄瓜幼苗茎段石蜡切片制作的教学实验中,以常规石蜡切片方法为基础,通过延长材料固定时间、70%低浓度乙醇脱水时间以及脱蜡和复水时间,缩短高浓度乙醇脱水时间和番红染色时间,改良浸蜡、包埋、展片、烘片、封片方式,得到了连续、完整的蜡带,使最终获得的切片在显微观察下,可见茎横切面结构完整、染色清晰.优化后的石蜡切片技术,避免了常规制片过程中出现的组织变硬变脆、组织与蜡带分离、组织硬化导致切片碎裂、蜡带断裂、组织脱片、固绿颜色过深覆盖番红染色等问题.