自重構(gòu)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gè)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(jiǎn)單、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多樣、適應(yīng)性和魯棒性強(qiáng)、容錯(cuò)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(cè)、核電站檢測(cè)、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(jì)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(gè)面上的旋轉(zhuǎn)臂組成。為了對(duì)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善以

2、滿(mǎn)足自修復(fù)的要求，本文對(duì)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(duì)M-Cubes基本模塊的連接機(jī)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。接著，對(duì)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(duì)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(duì)M-Cubes模塊的基本運(yùn)動(dòng)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)。