可重構模塊化機器人構形設計理論及方法的研究.pdf

1、可重構模塊化機器人系統(tǒng)是由一套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的裝配成具有不同運動學參數(shù)和動力學行為的機器人構型?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的工作環(huán)境與任務多變，需要采用能夠快速適應任務的制造裝備與制造系統(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，而且大大的提高了工作效率，降低了成本。本文就是基于這一點，對可重構模塊化機器人的構型設計方法與運動學作了相應研究。 可重構機器人的模塊劃分與模塊化平

2、臺的建立。首先本文利用面向功能的模塊劃分方法，對可重構機器人進行了模塊劃分，實現(xiàn)了機器人快速重構性。并且利用基于對象的模塊表達方法對模塊的性能參數(shù)進行了分類描述，在此基礎上利用MicrosoR Access建立起可重構機器人模塊化平臺數(shù)據(jù)庫。 構形設計是可重構機器人設計的核心內(nèi)容。本文對構形設計問題進行了描述，建立了構形設計的優(yōu)化模型；在構形設計過程中采用了一種基于遺傳算法的機器人多目標評價方法，通過實例計算證明了構形設計方法的

3、有效性。在構形的評價方面采用了基于遺傳算法的評價方法，避免了機器人設計過程中反復求逆解的困難。 運動學建模問題是可重構機器人的主要內(nèi)容之一。對于正運動學模型的建立采用運動旋量的指數(shù)積公式。將模塊化平臺中各模塊建立相應的變換矩陣，按照機器人構形表達的裝配順序將各模塊變換矩陣從基礎模塊開始依次相乘得正運動學方程。對于逆運動學問題，根據(jù)推導出的正運動方程和微分運動學公式建立了逆運動學數(shù)學模型，并用牛頓—拉普松迭代法得出逆運動學迭代公式