一种模块化可重构机器人系统的研制

在教育和科研领域中,为使机器人兼有较好的重构能力与操作性能,研制了一种模块化可重构机器人系统MRRES.提出了一种机器人模块划分及重构的方法,构建出机器人模块库,研制出集成传动、控制及传感于一体的系列化关节模块.基于Open GL和VC++开发了具有建模、仿真和运动控制功能的应用软件MRR-SIM.给出了一个基于任务和模块库的机器人设计实例,进行了实验测试.实验结果表明,MRRES系统模块划分和设计合理,机器人在保证重构能力的同时具有较好的操作性能,可应用于教育和科研等领域.     

可重构模块化机器人研究

可重构模块化机器人是机器人学的一个新的发展方向,其研究的核心和基础问题是可重构机器人的模块设计以及模块组合的运动规划。设计了一种新型可重构模块化机器人,该机器人具有独特的平面连接机构,实现了结构、驱动、运动和功能的模块化,能够根据需要重新构形,完成实时任务。分别介绍了模块单元的机械结构设计、连接机构以及基于CAN总线的控制系统结构。构建了基于OpenGL技术和VC++开发平台的机器人仿真实验系统,仿真机器人构形和运动,验证了模块设计的正确性和整体运动构形规划方法的有效性。     

模块化可重构机器人动力学研究进展

模块化可重构机器人由于其构型多变,运动形式丰富等特点,可以在非结构化环境或未知环境中执行任务,在最近几年迅速成为机器人研究领域的前沿和热点. 模块化可重构机器人在军事、医疗、教育等众多工程领域具有广泛的应用前景,其典型代表包括仿生多足模块化机器人、模块化可重构机械臂、晶格式模块化机器人等. 模块化可重构机器人丰富的构型设计、多样的连接特征、不断拓展的应用范围,给动力学建模与控制带来了很多挑战和机遇. 本文首先阐述了模块化可重构机器人的研究背景和意义,并概述了其构型分类与设计、构型描述与运动学建模方法.随后,本文系统回顾了模块化可重构机器人动力学研究中相关问题的最新进展,包括：(1)系统整体动力学建模;(2)结合面以及对接机构动力学建模;(3)基于动力学模型的控制方法. 本文最后提出了模块化可重构机器人动力学研究中若干值得关注的问题.     

自重构模块机器人研究

介绍国外自重构模块机器人的研究现状。分析多种典型自重构模块机器人系统的模块构成、连接机制和自重构规划方法。指出自重构模块机器人研究的关健技术和需解决的现实问题。     

模块化可重构履带式微小型机器人的研究

研制了一种模块化可重构履带式微小型机器人．单个微小型机器人可以独立运行,多个微小型机器人可以重构成链形机器人和环形机器人．微小型机器人结构紧凑、体积小、重量轻．采用了微控制器和PC机两级控制体系,两级间采用蓝牙通讯．实验结果验证链形机器人具有较强的越障能力,能爬越楼梯;环形机器人具有高速及路面适应能力强的特点．     

可重构模块化蛇形机器人研制及多运动模态研究

蛇形机器人通过改变自身的形状可以在复杂的地形环境中有效地运动,然而传统的一体化设计面临着任务搜救效率低、机器人本体维修困难、机体灵活性差等挑战性问题.针对这些问题,本文研制了新一代可重构模块化蛇形机器人并研究了相应的多模态运动方法.具体而言,新型蛇形机器人可以由任意多个模块通过连接机构重构而成,每个模块都是集成了驱动、控制、通信、电源于一体的可独立运动的单元,模块之间的连接机构采用新型的便于切换的勾爪-插销机构.另外,本文针对该可重构模块化蛇形机器人进行了多模态运动方法研究,具体包括轮式机器人运动模态、平面蜿蜒模态、侧向蜿蜒模态、行波模态、攀爬模态、自主拆分模态等,并具体分析了攀爬运动及单模块转弯运动的性能.最后,基于自主研发的可重构模块化蛇形机器人样机对每种运动模态进行了实验验证.     

模块化机器人拓扑重构规划研究

模块化可重构机器人由若干个相同的机器人模块组合装配而成,能够重构成不同的几何形态和结构,从而适应不同的作业任务要求。本论文主要对树状拓扑结构的模块化机器人的重构规划问题进行了研究,定义了构型重构的基本概念,提出了分支重构规划算法。这类模块化可重构机器人可以用树状拓扑结构图来描述。机器人的拓扑结构从自由树转化为有根树,然后分解为若干个分支结构,并按一定顺序排列,通过对各个分支结构的逐步比较和操作,完成重构过程。最后选定模块数目,进行了重构规划过程的仿真计算。结果表明,文中所述算法对于树状拓扑结构的模块化机器人的重构规划问题是有效的。     

基于网络的自重构机器人重构路径研究

文中针对自重构机器人的重构问题提出了一种基于网络的分析方法.自重构模块机器人"AMOEBA-I"的9种不同构形组成了一个构形网络.机器人的每种构形被看成带有权值的有向构形网络中的一个节点.一种构形向另一种构形的转换可描述为一条非负值的有向路径.将图论应用于构形变化的分析,根据构形的拓扑信息相应定义了重构路径、可重构矩阵和路径矩阵.在此基础上,将图论中的算法应用于重构路径的计数和最佳重构路径的选择.数值分析与仿真实验结果验证了该方法的可行性.同时,该方法还可以用于其他自重构机器人的构形控制与自重构规划.     

机器人系统的操作能力与树型可重构的机器人研究

本文从机器人关节力矩和末端夹力的受限情况出发，提出了一个操作能力的概念，研究了单机器人和多机器人系统的操作能力，以此为依据，进一步讨论了作者提出的树型可重构机器人，这种机器人可以通过变化自身结构来改变其操作能力，以适应任务的变化，通过一个仿真实例说明了这种树型可重构机器人的有效性。     

可重构机器人技术的探讨

本文概述了可重构机器人研究和发展现状 ,对基于多 Agent的可重构机器人的控制方法的研究作了较详细的介绍 ,根据可重构机器人的应用背景 ,指出了可重构机器人研究的必要性     

模块机器人及计算机辅助设计

本文利用新一代计算机辅助设计方法,开展模块机器 人的设计方法论和CAD系统的研究,旨在提出解决柔性加工系统的计算机辅助设计智能软件 的思路和框架．本文以模块机器人的设计为突破口,提出了以面向任务为特征、基于事例的 设计方法在机械概念化设计中的应用．论文中介绍了近年来发展迅速的模块机器人的标准模 块和基本拓扑关系,根据模块机器人概念化设计的特征,结合人工智能应用中基于事例的推 理机制,提出了面向任务和基于事例的计算机辅助设计方法和应用软件的框架,以及实现自 上而下的计算机推理的流程．文中还介绍了面向用户的机器人任务和工作环境的表示．     

基于机器人的可重构装配系统

本文分析了市场全球化给企业带来的挑战和机遇 ,提出了基于机器人的可重构装配系统 .在分析国外在可重构制造领域的研究状况的基础上 ,提出了基于机器人可重构装配系统的设计内容和方法 ,并提出了可重构装配系统今后需研究的方向     

行星探测机器人的研究现状和发展趋势

综述了行星探测机器人（PER）的研究状况，分析了PER发展中所面临的主要问题，并 预测了PER的发展趋势．     

机器人控制器体系结构研究的现状和发展

本文首先给出了机器人控制器的定义和分类,介绍了机器人控制器体系结构方面的 研究情况,提出了有关机器人体系结构研究发展的几个方向．     

一种新的树型可重构机器人

本文提出一种新的具有树型结构的可重构机器人模型.首先研究了这种树型可重构机器人的模型及结构变化.接着研究了树型机器人的结构表征及运动学、动力学关系,这是研究树型可重构机器人的基础.然后研究了树型可重构机器人结构变化的表征,给出了一个结构变化阵和一个辅助的结构变化阵来表征其结构变化.最后建立了树型可重构机器人的运动学和动力学方程.     

多Transputer网络拓扑可重构系统的设计与实现

本文论述多Transputer网络拓扑可重构系统的设计与实现．提出了多Transputer网络拓扑可重构的技术途径、基本配置和重构软件的设计．着重论述重构软件中模块设置，通信协议，重构互连配置命令的格式，网络信息通信及有关重构命令各进程的CSP形式化描述．该重构软件能根据用户需求，快速重构所需的拓扑，并且直接支持Transputer上配置的各种语言编制的并行计算应用程序．最后给出一个实例．     

医疗机器人发展概况综述

近年来，医疗机器人成为机器人领域研究热点之一．本文详细介绍了外科手术 机器人、康复机器人、医院服务机器人等在国内外的研究及应用现状，并探讨了今后的发展 方向．     

一种9-DOF模块化机器人的运动学反解

本文针对德国AMTEC公司生产的一种9-DOF模块化机器人提出了一种新颖的运动学反解 方法．这种方法运用螺旋理论并通过分析机器人的结构特征将机器人分解成几个相对解耦的 子结构,通过给系统增加三个约束,可以得出在给定末端位姿下的全部关节角．由于模块化 机器人理论上可以组合成任何形式上的机器人系统,所以这种解法对其它机器人系统有一定 的借鉴意义．     

全方位移动机器人结构和运动分析

全方位移动机器人具有平面运动的全部3个自由度，机动性好．本文介绍了全方位移动机器人的几种典型结构，进行了运动学分析．最后介绍了我们所研制的全方位移动机器人．