文档介绍：东南大学
硕士学位论文
教育机器人三维虚拟仿真平台的研究与实现
姓名:关鸿耀
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:史金飞
20061201
教育机器人三维虚拟仿真平台的研究与实现摘要前教育机器人存在价格高,维修难以及不能重复衬用等缺点,使其在应用过程中受到了一定的限制。为了克服以上缺点,促进机器人教育的普及,本文基于虚拟现实技术设计开发了一集成的虚拟装配首先,研究了教育机器人和虚拟现实在国内外的发展状况,提出了教育机器人三维装配与仿真平台的总体设计要求,通过对几种架构方案的分析和比较,确定了以数据为中心的架构方案;其次,创新性地将和际踉擞糜诨魅俗芭浼霸硕抡妫岢隽撕烀孀芭涞氖迪方法;介绍了虚拟控制器的设计和实施方法,设计了一套虚拟控制器来控制机器人完成指定任务,,针对目前使用娲嬖诘男阅芪侍猓治隽丝杀浼涓舴ḿ凹钢指呔ǘ仁祷址椒本文提出并实现的教育枫嚣人三维虚拟仿真平台在使用过程中取得了较好的效果,降低了研究和应用的成本,缩短了产品开发周期,能更好地推进机器人教育的普及;另井该平台还为教育机器人的研究提供了一个新的思路,使得教育机器人的研究更趋于多元化。关键词:教育机器人,三维图形引擎,虚拟装配,动力学仿真,虚拟控制器研究生:关鸿耀导师:史金飞教授学校:东南大学教育机器人作为培养与提升学生综合能力的试验平台,得到了学校和社会的广泛关注。然而目与运动仿真的教育机器人平台。主要研究内容如下:的优缺点,结果表明,改良型欧拉法存在更高的准确性与稳定性。中文摘要
,英文摘要∞緇∞...,畁痬..:
必东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:期:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印,缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研日究生院办理。
第滦髀本课题研究意义传统的教学模式过分强调向学生传授知识,使得教学与实践严重脱节。』瞪杓啤⒒怠⒌缱印传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等诸多领域的先进技术,共亲身接触和体验现代基础使学生综合能力得到全面提升。社会需求和技术的发展,开发一种符合教育需求的机器人己成课程,而这些课程的开设也要有教育机器人作为平台口K缘鼻吧杓朴肟7⒁,求,价格也必须在中小学可承受的范围内。其次,这些机器人还存在:亡作环境的柔性不够,维修比较虚拟现实技术是兰湍┓⒄蛊鹄吹纳婕爸诙嘌Э频母咝率涤眉际酢K眉扑慊梢恢模拟环境,并通过多种传感设备使用户沉浸到该环境中去。虚拟现实系统旨在突破系统和用户环境虚拟现实仿真系统可以有效地解决目前教育机器人所面临的问题,另外它在安全性和远程访问成以及如何控制机器人的动作。在姒乐的同时也充分发挥了他暂拇匆饬ΓV圃旎魅诵虏罚动手能力的培养,在实际操作的过程中注重动手与用脑的结合,可以促进学生的全面发展。国家相关部门已经把“简易机器人制作”纳入中小学信息技术教育内容之中,同时在普通高等院校招收保送生时把在全国性的机器人人赛中获得~冉钡难材扇肫渲。由此可见国家已经意识到了机器人教育的重要性。因而教育机器人的开发成为了普及机器人教育的一个非常重要的环节。教育高新技术,在学生获得科技知识和实践能力的同时,激发了他们的创新意识和创造发明的潜能。目前教育机器人主要用于教育机器人学科教学和参加各级各类科技创新活动,并以这个平台为为当务之急。在新一轮的课程改革中,“人悄艹醪健薄ⅰ凹蛞谆魅酥谱鳌币炎魑8咧械难⌒学义能开发学生创新积极性的机器人。已成为社会的需要。在匾向学生和研究领域还存在着许多问题,例如为了培养学生的动手能力和创新精神,教育机器人要有一定的可扩展性,要“可拆可装”,但是过多的零部什组装,会耗费学生人量时间,再者,我还不是很发达,特别要在中小学广泛开展机器人教育,机器人的性能要满足教学要麻烦以及时问上的局限性等等。因此有