机器人学从理论、设计到建模仿真零基础入门教程(硬核、偏零基础)


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写在入坑前(一定要看!!!)

教程注重实例讲解,通过实例讲解,按部就班可以便于读者快速入门。软件操作和介绍不会讲太多,只讲与机器人学相关的最硬核,最快能入门的地方,不用担心软件零基础,该教程就是针对零基础读者,欢迎交流:zpcrobot@163.com

首先呢,作为本教程的开篇,今天这篇文章就当做一个预告,主要呢跟大家介绍下我们这个教程主要教大家的内容。然后我这个教程的目的是想让大家零基础入门机器人学,并对机器人产生浓厚的兴趣。好了,废话不多说,我们教程最终结果是教你完完整整从机器人设计建模到理论分析再到仿真的一整套流程。先看看都有什么内容叭!

机器人学基础

在这一部分,考虑到受众为零基础学者,我们只讲机器人学里的运动学部分,会给大家介绍理论,让大家对机器人学有一个清晰的认识。

SolidWorks基础

零件部分

这一部分,我们会将在SolidWorks里如何设计一个零件。

装配体部分

接着零件部分,会教大家如何把一块块设计好的零件拼接在一起成为一个装配体。

MATLAB基础

前期准备

前期准备主要是软件里的插件,例如MATLAB机器人工具箱下载和安装等,以及SolidWorks里的转MATLAB的插件的安装。

界面以及基本操作介绍

这里会简单跟大家说一下MATLAB的编程习惯以及刚刚拿到一个陌生的软件的界面的介绍,还有常用的操作等。

简单的加减乘除等数学运算

这里主要是最最基础的部分,如果有一定编程基础的朋友可以跳过此步。

矩阵的表现形式及其常用操作

众所周知,MATLAB其实是Matrix和laboratory的结合单词,意思是矩阵实验室。因此,MATLAB其实是围绕矩阵进行计算的。我们要学好MATLAB,一定要对矩阵有一定的了解。

MATLAB绘图

MATLAB软件有强大的绘图功能,在这一部分里,会教大家如何去画平面或者三维的函数图像,并对图像做出标注等一些基本操作

循环语句及条件语句简述

这部分也是有一定编程基础的朋友就能看得懂的,但是MATLAB里的循环和条件语句使用起来更为清晰简单。

符号表达式运算及化简

我们如果要分析一个函数表达式中,各个变量之间的关系,尝尝会用符号将其代替,通过符号运算,能得到一个通式,解机器人学中的方程就需要用到符号表达式运算。

综合实战

在这里,我们会给大家一个小设计,需要用到以上学的内容,最后编程实现速度雅克比矩阵的求解。

MATLAB机器人工具箱简述及其使用

Robotic Toolbox简述

在这里会介绍机器人工具箱的一些优势,会推荐一本学习该工具箱比较好的书。

Robotic Toolbox使用

在这里会教大家如何去使用工具箱,并把一些常用的,硬核的功能跟大家罗列出来,掌握了这些功能,你就能自己设计一个机器人的连杆模型了。

SolidWorks与MATLAB的联合仿真

Multibody模块介绍

介绍Simscape下的Multibody,考虑到网上资源较少,因此写了这个部分供大家入门。

从SolidWorks到MATLAB

这一部分是教大家如何将自己在SolidWorks里设计的机器人导入到MATLAB环境中进行仿真,以及一些需要注意的地方。

几点tips

介绍Simulink界面的一些操作和习惯等。

入门第一天

这是我两天认认真真学做出来的最快速入门的方法,教大家如何在Multibody里建立模型并控制模型运动。

入门第二天

同上,是上述的第二天学习。

MATLAB机器人学仿真设计练习

设计一

这一步是用MATLAB设计一个关于坐标变换的动画。

设计二

该设计是作为本教程最后的算是期末考试的内容,需要用到本教程的所有知识,先不透露,加油哦!

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