可重构机器人移动平台运动规划研究
发布时间：2021-07-10 01:25
机器人的理念可以追述到上世纪20年代,时至今日,机器人的发展已取得重要突破。工业机械手,地震救援机器狗,侦查昆虫机器人和载货AGV等机器人智能设备已经进入工业生产,军事探索等各个领域。可重构机器人作为机器人的一种,在星球探测、危险环境作业等不适合人类工作的场合里发挥了巨大作用。基于此,本文针对可重构式机器人移动平台的运动规划进行了如下研究:1、机器人移动平台的结构研究机器人移动平台作为机器人的底盘,起到机器人承载和驱动本体移动的功能。模仿六足昆虫的身体结构,移动平台采用对称式结构,底盘可伸缩,方便通过狭小的空间。六条支腿对称分布在平台两侧,支腿结构采用轮足可转换式,以适应不同的地形环境。利用软件建立移动平台的三维模型并制作了实验用样机,样机支腿关节采用舵机驱动,控制芯片采用单片机系统。2、机器人移动平台的步态规划对移动平台建立运动学方程,进行了运动学的正、逆解分析;研究了移动平台的步态规划,爬行时采用三角步态,滚动时采用四足步态,并且根据静态稳定性判据对可重构机器人移动平台进行了稳定性分析;模仿六足昆虫的三角步态,对移动平台进行步态的仿真和实验以验证步态规划的合理性。3、机器人移动平台...
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＤＲＲＳ机器人动力系统??Ｆｉｇ．１．１?ＤＲＲＳ?Ｒｏｂｏｔ?ｐｏｗｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??
中科院沈阳自动化研宄所的李斌研究员发表了几篇关于可重构模块化机器人的文章??［１７－２４刘金国等对自重构模块机器人的重构分析方法进行了深入研宄，基于自重构模块化??机器人“ＡＭＯＥＢＡ－Ｉ”的９种构型，如图１．３所示，提出了一种基于网络的分析方法［气??该方法主要通过将每种构形赋不同的权值，然后运用相关算法进行最优路径的选择，经过??数值分析和仿真实验充分证明了该方法的可行性，这种方法也被科研人员广泛的应用于可??重构机器人的构型和自重构研究。??ｉｎ??图１．３?ＡＭＯＥＢＡ－１构形变化图??Ｆｉｇ．?１．３?ＡＭＯＥＢＡ－Ｉ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｃｈａｎｇｅ?ｄｉａｇｒａｍ??姜勇等研宄了可重构机器人的自主辨识方法，基于ＭＲＭ系统样机为研宄对象，如图??１．４所示，改进了空间构行方法提出了一种新的辨识方法，实现了完全在线自主辨识进行??重新构形１２４］。??机器人＾?■??上位机?一??想：，最，么??总线??图丨．４ＭＲＭ系统样机??Ｆｉｇ．?１．４?ＭＲＭ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ??
ＭｉｎｉＱｕａｄ，它包括转动模块、腿式模块和车体模块＾１；清华大学的郑俊浩对可重构机器人??的拓扑结构展开了一系列深入研宄，并且提出了一种新的单元结构模型；聂澄辉等研宄人??员基于仿生学理论和拓扑理论，研发了一套模块化可重构足式仿生机器人系统，如图１．５??所示。该系统能够重构出不同构型的足式机器人，缺点是必需要手动完成｜２６】；??图１．５模块化可重构足式仿生机器人系统??Ｆｉｇ．?１．５?Ｍｏｄｕｌａｒ?ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ?ｆｏｏｔ?ｂｉｏｎｉｃ?ｒｏｂｏｔ?ｓｙｓｔｅｍ??哈尔滨工业大学唐术锋等设计了一种具有自锁和模块连接对中功能的新型钩爪连接??机构［２７］；魏延辉等提出了一种新的求解可重构机器人运动学的方法［２８－２９］；东北大学的李树??军等人根据对可重构机器人模块的研宄，总结出了七种功能模块，所有模块的功能具有独??立性，可以随意组装ｗ】；上海交通大学的徐威提出了一种有效的描述模型，对自重构机器??人的拓扑结构进行统一描述，与这种描述模型相结合，提出一种自组织变形策略，通过相??关规则进化使机器人由局部自主运动产生全局系统自组织的结果【３｜】；东南大学和中国科技??大学、北京航空航天大学等也对可重构机器人做了一些深入的研宄。??１．２．２移动机器人运动规划国内外发展现状??移动机器人运动规划研宄主要分为步态规划和路径规划两部分。二十世纪六十年代第??一台多足机器人诞生以来，专家学者们一直致力于多足机器人的运动规划问题的研宄，经??过几十年的发展，有了一定的突破。??１．２．２．１移动机器人步态规划国内外发展现状??机器人的步态规划
本文编号：3274897
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＤＲＲＳ机器人动力系统??Ｆｉｇ．１．１?ＤＲＲＳ?Ｒｏｂｏｔ?ｐｏｗｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??
中科院沈阳自动化研宄所的李斌研究员发表了几篇关于可重构模块化机器人的文章??［１７－２４刘金国等对自重构模块机器人的重构分析方法进行了深入研宄，基于自重构模块化??机器人“ＡＭＯＥＢＡ－Ｉ”的９种构型，如图１．３所示，提出了一种基于网络的分析方法［气??该方法主要通过将每种构形赋不同的权值，然后运用相关算法进行最优路径的选择，经过??数值分析和仿真实验充分证明了该方法的可行性，这种方法也被科研人员广泛的应用于可??重构机器人的构型和自重构研究。??ｉｎ??图１．３?ＡＭＯＥＢＡ－１构形变化图??Ｆｉｇ．?１．３?ＡＭＯＥＢＡ－Ｉ?ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｃｈａｎｇｅ?ｄｉａｇｒａｍ??姜勇等研宄了可重构机器人的自主辨识方法，基于ＭＲＭ系统样机为研宄对象，如图??１．４所示，改进了空间构行方法提出了一种新的辨识方法，实现了完全在线自主辨识进行??重新构形１２４］。??机器人＾?■??上位机?一??想：，最，么??总线??图丨．４ＭＲＭ系统样机??Ｆｉｇ．?１．４?ＭＲＭ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ??
ＭｉｎｉＱｕａｄ，它包括转动模块、腿式模块和车体模块＾１；清华大学的郑俊浩对可重构机器人??的拓扑结构展开了一系列深入研宄，并且提出了一种新的单元结构模型；聂澄辉等研宄人??员基于仿生学理论和拓扑理论，研发了一套模块化可重构足式仿生机器人系统，如图１．５??所示。该系统能够重构出不同构型的足式机器人，缺点是必需要手动完成｜２６】；??图１．５模块化可重构足式仿生机器人系统??Ｆｉｇ．?１．５?Ｍｏｄｕｌａｒ?ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ?ｆｏｏｔ?ｂｉｏｎｉｃ?ｒｏｂｏｔ?ｓｙｓｔｅｍ??哈尔滨工业大学唐术锋等设计了一种具有自锁和模块连接对中功能的新型钩爪连接??机构［２７］；魏延辉等提出了一种新的求解可重构机器人运动学的方法［２８－２９］；东北大学的李树??军等人根据对可重构机器人模块的研宄，总结出了七种功能模块，所有模块的功能具有独??立性，可以随意组装ｗ】；上海交通大学的徐威提出了一种有效的描述模型，对自重构机器??人的拓扑结构进行统一描述，与这种描述模型相结合，提出一种自组织变形策略，通过相??关规则进化使机器人由局部自主运动产生全局系统自组织的结果【３｜】；东南大学和中国科技??大学、北京航空航天大学等也对可重构机器人做了一些深入的研宄。??１．２．２移动机器人运动规划国内外发展现状??移动机器人运动规划研宄主要分为步态规划和路径规划两部分。二十世纪六十年代第??一台多足机器人诞生以来，专家学者们一直致力于多足机器人的运动规划问题的研宄，经??过几十年的发展，有了一定的突破。??１．２．２．１移动机器人步态规划国内外发展现状??机器人的步态规划
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