自重構(gòu)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及其自修復(fù)算法的研究.pdf

1、自重構(gòu)模塊化機(jī)器人是一種由若干個具有感知能力和一定智能的基本模塊組成的新型機(jī)器人。它可以靈活地改變自身的形狀，具有基本模塊簡單、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多樣、適應(yīng)性和魯棒性強(qiáng)、容錯性和自修復(fù)等突出優(yōu)點(diǎn)。因此，可應(yīng)用于航天探索、深海探測、核電站檢測、未知和非結(jié)構(gòu)環(huán)境等，具有廣闊的應(yīng)用前景和重大的研究意義。 本文首先設(shè)計了三維網(wǎng)格式自重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)M-Cubes，它的基本模塊由中心立方體和分布于立方體六個面上的旋轉(zhuǎn)臂組成。為了對該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善以

2、滿足自修復(fù)的要求，本文對M-Cubes基本模塊進(jìn)行了受力分析。 然后，本文根據(jù)自修復(fù)的要求和受力分析的結(jié)論，對M-Cubes基本模塊的連接機(jī)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計。接著，對該新連接機(jī)構(gòu)進(jìn)行了受力分析，并和原連接機(jī)構(gòu)進(jìn)行了比較。 自重構(gòu)機(jī)器人能夠改變自身的整體構(gòu)型，本文結(jié)合圖論提出了一種利用相對坐標(biāo)系描述自重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)型的方法。然后對M-Cubes模塊的基本運(yùn)動規(guī)則進(jìn)行了分析和總結(jié)，從而為研究自修復(fù)算法打下理論基礎(chǔ)。