可重構機器人動力學自動建模及軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、可重構模塊化機器人是由一系列可以相互連接的智能化模塊組成，通過模塊自身結構和功能的重新組合重構成具有不同運動學參數和動力學行為的機器人系統(tǒng)以適應不同的工作要求?？芍貥嬓詳U大了機器人的工作范圍；模塊化提高了機器人系統(tǒng)的容錯能力和自動修復能力，同時降低了生產成本，可重構模塊化機器人已成為機器人系統(tǒng)研究的熱點。本文主要針對可重構模塊化機器人單元模塊的結構設計、拓撲構型表達、運動學正逆解、動力學方程自動生成算法、軌跡規(guī)劃等問題開展了相關研究。<

2、br>　　設計了一種新型的可移動重構機器人的單元模塊及對接機構，相鄰模塊具有12種連接方式，多個模塊組成的機器人系統(tǒng)可實現(xiàn)各個方向的旋轉自由度，增加了機器人構型的種類及功能。設計了一種新型的正弦加速度傳動槽與插銷式的對接機構，結構簡潔、緊湊，控制方便簡單，能夠完成模塊之間結構自鎖緊，并能快速實現(xiàn)相鄰模塊可靠連接與斷開。
　　在分析單元模塊拓撲結構的基礎上建立兩個模塊空間位姿變換的數學描述表，推導了基于指數積公式的多支鏈機器人系統(tǒng)的

3、正運動學方程。采用遺傳算法求運動學的逆解，在傳統(tǒng)遺傳算法的基礎上提出了“移民”策略和局部優(yōu)化的改進方案，并以雙支鏈構型為例,驗證改進遺傳算法的有效性。
　　采用基于全局矩陣描述的遞歸牛頓-歐拉方法自動生成系統(tǒng)的動力學方程，并提出了基于兩個模塊空間位姿變換的運動方程自動生成算法流程。該方法具有一定的普適性，可應用于其它鏈式可重構機器人。最后以六個單元模塊所組成的雙支鏈構型為例，進行了自動生成運動方程的仿真計算，驗證了該方法的可行性和