可重構(gòu)模塊化機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)理論與運(yùn)動(dòng)學(xué)研究.pdf

1、可重構(gòu)模塊化機(jī)器人系統(tǒng)是由一組具有標(biāo)準(zhǔn)連接接口的模塊組成，這些模塊能夠根據(jù)特定的任務(wù)要求而被快速裝配成不同構(gòu)型的機(jī)器人?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境與任務(wù)是多變的，需要采用能夠快速適應(yīng)任務(wù)的制造系統(tǒng)。可重構(gòu)模塊化機(jī)器人的特點(diǎn)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(diǎn)，對可重構(gòu)模塊化機(jī)器人的基本模塊、構(gòu)型數(shù)學(xué)表達(dá)方法、構(gòu)型優(yōu)化方法與運(yùn)動(dòng)學(xué)作了相應(yīng)研究。 在分析了國內(nèi)外可重構(gòu)模塊化機(jī)器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本

2、文概念性地設(shè)計(jì)了四種基本模塊：旋轉(zhuǎn)模塊、擺動(dòng)模塊、方塊和連接模塊。并采用諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)模塊和擺動(dòng)模塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 構(gòu)型數(shù)學(xué)表達(dá)是構(gòu)型優(yōu)化的基礎(chǔ)。本文提出了一種基于關(guān)聯(lián)矩陣的構(gòu)型表達(dá)方法，該矩陣能夠表達(dá)出一個(gè)構(gòu)型的所有信息，并且與構(gòu)型一一對應(yīng)。構(gòu)型設(shè)計(jì)是可重構(gòu)機(jī)器人設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，本文建立了構(gòu)型設(shè)計(jì)的優(yōu)化模型，量化了運(yùn)動(dòng)學(xué)評價(jià)指標(biāo)，在構(gòu)型優(yōu)化中采用了遺傳算法，通過實(shí)例計(jì)算，驗(yàn)證了該構(gòu)型設(shè)計(jì)方法的有效性。