【摘 要】
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模块化自重构机器人利用模块之间的连接性和互换性,通过大量模块之间的相互操作改变整体构形,扩展移动形式,实现不同的运动步态,完成相应的操作任务.该文研制了一种同时具备
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模块化自重构机器人利用模块之间的连接性和互换性,通过大量模块之间的相互操作改变整体构形,扩展移动形式,实现不同的运动步态,完成相应的操作任务.该文研制了一种同时具备阵列式和串联式特点的模块化自重构机器人模块,模块采用均一阵列式单转动自由度正立方体模块的设计方案,模块结构紧凑,制造简便,控制容易.均一式的模块设计使得系统形成空间晶格结构,通用连接面的设计保证系统自重构灵活,重构算法易于实现.模块采用连接面间触点通讯很好地解决重构过程中线路缠绕的问题.与现有原型系统相比,该设计扩大了模块的通用性,提高了机器人的运动灵活性,模块功能丰富,优越性明显.该文阐述了内平衡磁铁工作原理,详细讨论了将形状记忆合金作为直线驱动器的设计过程,然后在测试实验基础上完成永磁铁、非线性弹簧等内平衡磁铁单元的部件设计,并完成了一个机器人模块的原型制造,实测结果表明基于内平衡磁铁单元的连接机构结合有力而又拆分灵活,是理想的模块化自重构机器人连接方式.模块化自重构机器人系统可以适应各种非结构性和极限环境,而针对不同环境的运动策略成为模块化自重构机器人另一个研究内容,该文利用模块化机器人系统多关节的特点,通过控制平行多关节链状结构系统以三角波推进方式来模拟蛇类运动步态,进行了与运动平面相垂直的平面内仿蛇类变体运动的运动学计算,并完成了初步仿真分析,仿真结果表明运动学计算是有效的.
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