一种新型自重构模块机器人的机构设计

提出了一种同构阵列式自重构机器人模块单元,该单元具有12个自由度,结构简洁、紧凑,控制方便简单,并且详细介绍了每个模块的机械结构。每个模块利用6个面上的销和孔组成自动锁定装置,通过与相邻模块问的交流和通讯,独立自主实现与相邻模块间的连接、分离。由多个相同模块组成的M-Cubes系统,通过模块之间的相互配合,改变它们之间的连接方式,形成空间任意结构。最后对M-Cubes机器人最基本的变形运动进行了分析,并且利用java3D进行了仿真。     

一种新型链式自重构机器人模块的设计

提出了一种新型链式自重构机器人模块的设计方法。该模块主要由移动机构、模块间的连接器、关节驱动机构、电力和驱动系统、通讯和控制系统以及感知系统组成,模块通过自重构后组成链式机器人,并能完成移动和越障的功能。对模块的设计主要采用了履带行走、形状记忆合金、谐波齿轮、传感器、集成控制芯片等技术,优化了模块的结构,提高了模块的性能。     

一种新型自重构模块机器人的设计和运动策略

设计了一种运动类型为网格型、运动空间为三维、被称为M—Cubes的新型自重构模块机器人，介绍了单个模块的硬件设计。M—Cubes模块由一个中心体和6个可独立旋转的连接面组成，中心体内部的驱动电机通过减速器、锥形齿轮、带轮、离合器来驱动6个连接面的转动及每个连接面上销的伸缩。在对模块进行恰当描述的基础上，给出了一种利用驱动函数的分布式控制方法。最后，利用Java 3D对变形运动进行了仿真，验证了该变形方法的可行性和有效性。     

混合型自重构机器人的空间构型描述

设计了一种新型的混合型自重构机器人,该机器人由呈三棱柱形的主-从式基本模块组成,每个主模块包括3个主驱动电机及齿轮减速装置,每个从模块包括2个从驱动电机及齿轮-齿条传动装置.基于基本模块的几何特征及空间转换矩阵,描述了该自重构机器人的4种基本空间构型,为机器人的自重构运动打下基础.     

自重构模块机器人的研究与发展现状

自重构模块机器人能够根据工作任务及工作环境的变化而自动改变自身的结构配置，构成与其相适应的最佳构形，完成操作任务，不但扩大了机器人的应用范围，更由于模块的均一性和互换性降低了制造及维护成本，提高了操作的可靠性，介绍了该领域的国内外发展状况，总结了主要研究方法及存在的主要问题，提出了自重构模块机器人的发展方向。     

自重构机器人的基本模块结构设计与分析

给出了一种新颖的点阵晶格型自重构机器人的基本模块，该模块由1个中心体及6个旋转面组成。中心体内由相互正交的6个锥形齿轮组成机械传动结构，完成1个电机驱动6个旋转面转动的功能，旋转面上对称布置一轴和一孔，由旋转面的旋转、前进，完成相邻两模块相应旋转面上的轴插入相应孔中的对接任务。分析了空间模块间的可能运动，并用由3个模块和1个底座组成的自重构机器人系统来说明所设计模块结构的可行性。     

自重构机器人对接路径规划策略设计

自重构多机器人实现重构需要经历集合、对接、重构等过程,其中,对接是机器人实现重构的关键。文章根据自重构机器人对接时路径规划的要求,结合所开发的自重构机器人BL-W的特点,设计了机器人对接时的路径规划方法,试验表明该方法简便可靠,能够满足机器人对接时的路径规划要求。     

一种可重构机床机械系统模块设计

根据可重构机床设计理念，通过对工件工艺特征进行辨认，制定、区分和组合出加工工序；利用旋量理论建立机床基本功能模块的运动学表达式，并在此基础上完成机床机械系统的运动功能模块建模；最后提出可重构机床样机的结构方案。     

一种新型的自重构变形桨叶螺旋桨的设计原理及分析

介绍了一种新型节能高效螺旋桨,即自重构变形桨叶螺旋桨,研究并分析了其结构设计原理及特点,并利用Pro/E软件对其进行运动建模仿真,以验证其运动的可行性和机构的可重构性,为研究开发新型节能高效的船舶推进系统打下坚实的基础。     

可重构环保机器人模块设计

设计了一个可重构机器人模块系统,该系统由行走模块、连杆模块、关节模块、末端执行模块等子系统组成。各子系统中有多种结构及尺寸的模块,能根据工作要求选择不同的模块组合构成所需的机器人,满足实际工作要求,从而达到快速设计制造机器人和降低制造成本的目的。     

基于超声波的自重构移动机器人自主对接方法

分别在两个对接模块上使用一个超声波发射头和一个超声波接收头,并利用超声波信号对距离和角度敏感的特性,实现了两个机器人模块的对接。实验表明,两个机器人模块交替进行自转与超声波导引可以最终将两模块对齐在一条线上。此方法普遍适用于平面上其它类型机器人模块间的相互对接。     

模块化自重构机器人的运动分析与仿真

在国外自重构机器人研究的基础上,设计开发了一种同构阵列式的模块化自重构机器人M-Cubes。此模块化机器人结构紧凑、运动灵活,模块间通过搭建成脚手架结构进行运动,可以组合成任意的构型。文章介绍了模块的脚手架结构运动方式,进行了运动学分析,推导出模块运动时的变换矩阵,并进行了逆运动学分析,说明了此脚手架结构的运动原理。在仿真平台上给出了一个4×2×2矩形阵列模块的平移仿真示例,验证了模块结构和运动方式的有效性。     

足式教学机器人的模块化设计

为了使教学机器人具有开放式、可重构的结构,以满足教学需求,根据模块化设计的原则对足式教学机器人进行了模块划分和模块化设计,使各模块构成的整体结构能协调运动,使之能适应不同的教学环境,完成多变的动作任务,激发学生的创造力以及对机器人知识的浓厚兴趣和热情。     

基于创成设计思想的可重构机床模块设置方法

建立合理的功能模块群是实现可重构机床方案重构的关键,基于创成设计方法建立了以镗铣加工为主的机床结构形态方案图谱,解决了机床模块划分时机床结构形态方案不足的问题。通过对机床结构形态方案的分析,划分出机床概念结构模块群;依据可重构机床模块功能自治原则,建立了机床概念功能模块群;将机床的概念功能模块、运动功能及被加工零件的工艺方案联系起来,建立了以工艺方案为依据的可重构机床功能模块群设置方法,并以某变速箱壳体件加工为例验证了该方法的可行性。     

机器人模块化关节的设计与实现

提出了一种集机械和控制为一体的机器人模块化关节的设计方案。进行了模块化关节外壳的应力和应变分析,并建立了关节的带有误差参数的矩阵变换模型。完成了PCI适配卡和DSP伺服控制器的设计。并对所研制的模块化关节进行了主要性能测试。测试结果表明按照该方案研制的关节性能指标满足设计要求。     

模块化可重构机器人的构形在线自主辨识

针对模块化可重构机器人(Modular reconfigurable robot,MRR)构形复杂多变的特点,提出一种基于上层数据库和底层接口电路相结合的构形在线自主辨识方法。以所研制的MRR系统样机为研究对象,介绍关节、连杆、基座和夹爪等四类基本功能模块的结构及特殊接口电路设计;考虑多模块组合运动形式的等效性,以及同类型关节模块在输出力/力矩方面的差异,改进MRR构形空间的计算方法。利用图论中树的相关理论,在定义同类构形生成树和同序构形树枝的基础上,建立MRR构形辨识的总体研究模型,包括同类构形生成树辨识、同序构形树枝辨识和边约束条件辨识三个部分。根据模型中各部分的具体辨识对象,通过构建基本功能模块的上层数据库,并结合底层接口电路的特殊设计,实现机器人在无人参与情况下的构形在线自主辨识。以MRR系统样机为试验平台,通过多次构形辨识试验证明该方法的可行性和有效性。     

可重构机器的模块化设计

提出了一种基于旋量理论以及图论的可重构机器的模块化设计方法.该方法通过对已知加工任务的分析,建立实现该任务的可重构机器的拓扑构型,同时利用机械模块库生成一系列可选择的可重构机器.设计方法主要由数学模型建立模块、任务分析模块、拓扑构型模块和机械模块的选择模块4部分组成.并根据上述方法,对可重构机器进行软件建模.     

M-Cubes自重构机器人对接过程的变形分析

给出了M-Cubes自重构模块的实物模型,介绍了该实物模型的机械结构及对接特点;根据实物模型的特征用有限元对单个模块进行了建模。模块在对接及运动过程中,受外界因素的影响,会发生变形,采用有限元对模块进行了变形分析。通过对变形结果的分析,提出了模块可靠、有效、正确对接所遵循的必要条件,为M-Cubes机器人系统能成功地完成自重构运动提供了有效的指导。