可重構模塊化機器人構型設計理論與運動學研究.pdf

1、可重構模塊化機器人系統(tǒng)是由一組具有標準連接接口的模塊組成，這些模塊能夠根據(jù)特定的任務要求而被快速裝配成不同構型的機器人?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境與任務是多變的，需要采用能夠快速適應任務的制造系統(tǒng)?？芍貥嬆K化機器人的特點恰恰滿足了現(xiàn)代化生產(chǎn)的這種需求，提高了工作效率，降低了成本。本文正是基于這一點，對可重構模塊化機器人的基本模塊、構型數(shù)學表達方法、構型優(yōu)化方法與運動學作了相應研究。 在分析了國內外可重構模塊化機器人研究現(xiàn)狀的基礎上，本

2、文概念性地設計了四種基本模塊：旋轉模塊、擺動模塊、方塊和連接模塊。并采用諧波齒輪減速機構作為傳動機構，設計了旋轉模塊和擺動模塊的機械結構。 構型數(shù)學表達是構型優(yōu)化的基礎。本文提出了一種基于關聯(lián)矩陣的構型表達方法，該矩陣能夠表達出一個構型的所有信息，并且與構型一一對應。構型設計是可重構機器人設計的核心內容，本文建立了構型設計的優(yōu)化模型，量化了運動學評價指標，在構型優(yōu)化中采用了遺傳算法，通過實例計算，驗證了該構型設計方法的有效性。