用户故事

可重构机器人使多伦多大学学生学习实际的工业机器人

挑战

为工科学生提供一个低成本的学习环境为研究各种各样的工业机器人的设计和控制机械手

解决方案

使用MATLAB和Simuli金宝appnk开发一个集成的模拟环境,使用可重构机器人可视化,并优化设计

结果

  • 学生准备在行业工作
  • 复杂优化自动化
  • 个月的开发时间消除

”与MATLAB仿真软件,我们开发金宝app了一种低成本的设计和仿真环境,使学生能够运用运动学的理论方面,动态,和控制机器人机械手的现实的方法,优化设计,看看这些设计。”

Reza Emami博士,多伦多大学
多伦多大学的航空航天研究所可重构机器人机械手。

由于预算的限制,大多数大学机器人实验室可以提供最好的一种基本的机器人。结果,学生几乎没有实践经验在机器人及其控制系统的设计,和非常有限的访问机器人机械手在工业中常用的。

为了解决这些局限性,多伦多大学的航空航天研究所开发了一种可重构机器人操纵器和一个集成的设计和仿真环境(IDSE)。使用MATLAB构建®和仿真软金宝app件®,机器人和IDSE让学生设计、模拟、优化和操作今天大部分工业用机器人的配置。

“模型和仿真金宝app软件3 d动画,学生可以想象一个现实的仿真机器人,“Reza Emami博士说,多伦多大学的高级讲师航空航天研究所。“使用IDSE,学生们可以确定运动的最佳配置,动态的,对于一个给定的任务和控制参数在测试他们的设计一个实际的机器人机械手。”

3 d仿真机器人手臂。

挑战

当Emami博士开始教学新机器人课程在多伦多大学,实验室没有机器人。学生利用基本的模拟,直到获得访问几个桌面机器人。这些太简单让Emami博士展示工业机器人的所有方面,但采购各种各样的机器人,和足够的每种类型的所有的学生都在这个受欢迎的课程,非常昂贵。

Emami博士的主要目标是开发一个可重构机器人机械手,将学生参与设计不仅控制系统,而且机器人本身。他也想确保设计环境是易于使用和远程访问。“我们需要学生能够使用IDSE以最少的培训设计机器人,优化控制参数,并看到他们的设计在实验室工作,”他解释说。

解决方案

Emami博士和他的团队的学生和工程师用MATLAB和Simulink仿真金宝app可重构机器人模型并建立IDSE。

他们生成一个模型和多体™模型Sim金宝appscape机器人通过导入XML表示的CAD装配使用Simscape多体链接,然后添加块驱动器和其他电子元件Simscape电气™。他们为马达和螺线管模型驱动电路使用Simscape电气™晶体管块。他们用Simscape™的机电子系统集成模型。

使用仿真软件金宝app3 d动画™,创建了一个3 d动画表示的模型,让学生想象机器人在虚拟现实环境中。

在MATLAB和Simulink, Emam金宝appi博士和他的同事们开发了IDSE用户界面和额外的模块,学生需要完成课程作业。

优化模块,实现与仿真软件控制设计™和仿真软件设计优化™,允许学生配置特定的轨迹或任务金宝app的机器人通过确定一组最优的动态、运动和控制参数。

对于课程作业,学生使用MATLAB和控制系统工具箱™创建情节和可视化系统行为在时间和频率域,以及计算比例、微分、积分收益为每个关节在选定的配置。

学生们使用IDSE来完成他们的设计,仿真,优化练习和想象机器人的3 d动画。最终,一旦通过模拟验证他们的设计,学生们将测试在实际的机器人。

结果

  • 学生准备在行业工作。“我们的学生现在有一个可重构平台,使他们能够探索他们可能遇到的各种机器人配置,“Emami博士说。“他们正在学习设计优化机器人对于一个给定的任务,这将是不可能的如果他们工作只有一个类型的机器人机械手固定配置”。

  • 复杂优化自动化。“我们总共有18自由度机器人,和我最初怀疑软件优化工具的能力来处理这样一个复杂的问题,”Emami博士说。“我们发现,仿真软件控制设计和金宝app仿真软件设计优化工作如此复杂,现实的系统,与其他工具我没有见过的东西。”

  • 个月的开发时间消除。“我们的CAD程序集转换成Simscape多体模型保存我们几个月的开发时间,“Emami博士说。“由此产生的模型提供了基础核心仿真和可视化功能在我们的设计环境”。

多伦多大学是全球1300所大学之一,为MATLAB和Simulink提供校园范围内的访问。金宝app校园范围内的许可,研究人员、教师和学生可以访问公共配置的产品,在最新版本级别上,用在教室里,在家里,在实验室或在该领域。下载188bet金宝搏