低重力环境四足机器人运动特性虚拟仿真软件

一、应用客户

重庆大学、太原理工大学、大连科技学院

二、产品介绍

本虚拟仿真实验以四足机器人的总体力学设计为目标，从《理论力学》课程的基本概念和方法出发，研究四足机器人在地外星球表面行走时的重要力学特性。学生通过虚拟实验可以改变系统的几何参数、材料参数、机身负载、机器人行走环境、典型路况等，从而作出合理运动规划。通过本虚拟系统仿真，检验运动规划是否能使机器人实现预期运动。在此基础上，通过虚拟仿真，检验参数选择和运动规划的可行性。

三、产品特色

1、“虚实结合"手段更加符合学生认知过程。实验构建了覆盖认知实习、实验全过程的“虚实结合”实验流程。将理论授课、线下实体实验与线上虚拟实验融为一体，通过实验将理论知识与工程实践有机结合，有助于培养学生综合应用所学知识解决复杂工程问题的能力。

2、设计空间“自由”。学生可以在合理范围内自由设定或选定参数，其响应结果依靠实时计算给出并以动画形式呈现。计算的正确性与有效性得到第三方计算软件的详细验证，为学生“自由发挥”提供足够的空间。

3、注重过程培养，强化思考深度。评价系统在有效考查学生完成实验基本步骤的前提下，特别重视学生的思维能力与再学习能力的培养，在主观问题中加入开放性题目让学生能拓展思考并提出解决办法。

四、实验内容

机器人运动学描述

四足机器人避障及步态分析

机器人有效载荷分配

机器人构件结构分析

机器人动力学分析

多个物体系统的运动表征及应用

复杂空间力系的简化及其在运动稳定性中的应用

复杂机械系统的动力学表征方法及应用

理论力学分析方法在杆件强度分析中的应用

五、支撑课程

理论力学、材料力学、结构力学、工程力学、机器人技术、控制工程