• 机器人建模基础

1. 机器人运动学基础
2. 几何运动学闭环解解析法建模
3. 运动学MATLAB脚本文件编写（封闭解、构型绘制）、工具箱
4. 机器人工作空间（离散法、几何法）建模
5. 工作空间MATLAB脚本编写
6. 工作空间CAD（SolidWorks）建模

教学案例：

• 四自由度分拣机器人
• 3-dof 球面并联机构

• 机器人运动学仿真

1. 机器人微分运动学（速度、加速度）建模
2. MATLAB脚本编写
3. MATLAB/Simulink运动学仿真
4. 机器人灵巧度
5. MATLAB用户界面设计（运动参数与性能界面显示）
6. 机器人奇异分析（解析方程、MATLAB、SolidWorks图形显示）

教学案例：

• 3T1R并联机械手运动学分析
• 非完全对称DELTA机器人

三、机器人动力学仿真

1. 机器人动力学建模
2. 解析建模与脚本MATLAB脚本
3. Simulink、Adams仿真
4. MATLAB-Adams
5. SolidWorks & Simscape联合仿真
6. 动力学参数识别

教学案例：

• 平面两杆机械臂仿真
• 球面并联机构仿真
• 空间3平移1转动分拣机器人
• 5自由度机械臂仿真

四、机器人刚度建模

1. 机器人刚度建模
2. 机器人解析建模
3. 刚度特性分析
4. MATLAB脚本
5. MATLAB/Workbench联合仿真

教学案例：

• 球面并联机构刚度建模与分析
• 含子运动链机构刚度建模

五、机器人优化设计

1. 机器人优化设计：性能评价与设计指标
2. 优化模型数学建模
3. MATLAB优化工具包
4. 多目标优化（NSGA算法、无约束、有约束）
5. 优化结果分析与评价

教学案例：

• 单目标优化非对称球面机构传动性能
• 双滑块磨床
• 约束的多目标优化球面并联机构
• 非对称分拣机器人

六、机器人控制仿真

1. 机器人控制
2. 动力学参数辨识
3. 控制算法（PID、前馈、计算力矩、滑膜、模糊等）
4. MATLAB-Simulink、SolidWorks-Simscape控制仿真

• 五自由度机械臂模糊力矩控制
• 五自由度机械臂Simcape整体建模
• 3T1R分拣机器人迭代学习控制
• 基于模型的3T1R分拣机器人控制

七、机器人运动规划

1. 机器人运动规划（NURBS、多项式、避障等）
2. MATLAB优化仿真
3. MATLAB-Vrep（CoppeliaSim）可视化联合仿真

• 软体机器人研究概述

学习目标：从整体上全面认识软体机器人领域所涉及的各方面研究内容，便于大家结合自己的研究点做广泛的交叉推演，更有利于激发创新点，突破“无想法”的僵局。

1. 软体机器人研究背景、意义
2. 软体机器人关键技术
3. 软体机器人存在问题与展望
4. 讨论与交流

• 经验分享

与论文复现

学习目标：为大家提想法，写小论文提供一些借鉴

1. 如何提出自己的创新想法，突破小论文（从无到有的思考分享）
2. 先做再补充（案例论文1《关于介电弹性体驱动器》）

1. 在学术会议中捕捉（案例论文2《关于layer jamming变刚度》）

1. 在日常实验中捕捉（案例论文3《关于几何约束驱动器》）

1. 循着研究推进（案例论文4《关于仿尺蠖软体机器人》）

1. 讨论与交流

• 仿生对象的

运动建模与仿真

学习目标：掌握基于Kane法的软体生物运动建模

1. 仿尺蠖软体机器人研究与尺蠖身体运动建模的意义

2. 尺蠖的身体结构特征与运动建模面临的难点

3. 尺蠖身体运动动力学建模与运动行为仿真（理论方法+模型推导）

4. 讨论与交流

• 软体机械臂静力学建模

学习目标：掌握基于虚功原理的软体机械臂静力学建模方法

1. 软体机械臂研究背景与意义

2. 软体机械臂静力学建模方法研究现状与面临难点

3．融合材料和几何非线性的软体机械臂静力学建模方法研究（理论方法+模型推导+matlab仿真）

1. 讨论与交流

• 软体结构在

实验中制作的

方法及技巧

学习目标：借鉴软体结构在实验室的制作方法，学习一些技巧并开拓思路

1. 基于介电弹性体的软体功能结构制作

2．柔性约束软体气动驱动器、软体机械臂的制作

3. 刚性约束刚软混合气动驱动器、仿尺蠖软体机器人的制作

4. 颗粒阻塞/层阻塞（jamming）变刚度结构的制作

• 非均匀软体结构变形建模

学习目标：掌握基于连续介质力学的软体结构建模方法

1. 柔顺线性驱动器的研究背景与意义

2. 柔顺线性驱动器研究现状与面临问题

3. 一种新型柔顺线性驱动器的研究

4. 关键功能部分力学建模（非均匀轴对称软体结构的力学建模+模型推导+matlab仿真）

• 软体机械臂动力学建模

学习目标：掌握基于虚功率原理的软体机械臂动力学建模方法

1. 软体机械臂动力学建模方法研究现状与面临难点

2. 融合材料和几何非线性的软体机械臂动力学建模方法研究（理论方法+模型推导+matlab仿真）

3. 讨论与交流

八、方向创新点

1. 软体结构设计方向创新点探讨 （交叉融合）

2. 软体结构控制方向创新点探讨 （深度学习）

3. 软体机器人材料方向创新点探讨 （立足于实际条件，模仿借鉴）

九、总结与回顾

1、总结回顾课程内容

2、自由提问交流环节