小型模块化机器人仿生运动分析与系统实现

发布时间：2023-09-17 14:13

　　自第一次工业革命以来,机器代替人工劳动以有上百年历史。机器人相比于人类劳作的诸多优势使得人类社会自动化进程发展十分迅速。可重构模块化机器人是机器人的一个新的发展方向。模块机器人是由一组具有相同接口组成的模块构成,可根据不同的任务组装成不同的机器人构型。传统机器人一般用于某种特定任务,比如:焊接或者搬运。对于传统机器人而言主要存在如下缺陷:工作任务单一、制作成本高、机器人构型固定、自由度固定与容错率较低。而可重构的模块化机器人是一种新型的机器人。与传统的机器人相比,可重构模块机器人对任务和环境的适应能力更强。模块化机器人具有设计简单、研发周期短、制造维护成本低等优点,目前已经成为了机器人领域研究的热点。模块机器人的本体研究与仿生模块机器人已经成为了机器人发展的一种趋势。本文实现了一个轻量级、小型化的模块化机器人系统UnitBot。它区别于大型的模块化机器人,小型模块化机器人并不应用于重负载场合。UnitBot是一款个人机器人(Personal robot),或者是消费级领域机器人。本文从模块化机器人方法论、模块机器人系统、模块化机器人构型、机器人控制软件、仿生机器人运动分析五个方面展开研...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容与结构
第二章 模块机器人系统设计
    2.1 引言
    2.2 基础模块分类与模块化设计方法
    2.3 主机器人模块
        2.3.1 Unit Bot I模块
        2.3.2 Unit Bot T模块
        2.3.3 Unit Bot G模块与接口
        2.3.4 Unit Bot Base与控制系统
    2.4 本章小节
第三章 模块化机器人构型设计
    3.1 引言
    3.2 传统构型机器人
    3.3 移动与移动操作机器人
    3.4 仿生机器人
    3.5 滚动与轮足机器人
    3.6 本章小节
第四章 模块机器人控制系统设计
    4.1 引言
    4.2 基于ROS的模块机器人软件框架
        4.2.1 机器人模块在ROS下的描述
        4.2.2 可重构模块化机器人运动链
    4.3 本章小节
第五章 蛇形机器人运动建模与实验
    5.1 引言
    5.2 蛇形机器人蜿蜒运动建模
        5.2.1 蛇形模块机器人受力分析
        5.2.2 蛇形模块化机器人正运动学分析
    5.3 蛇形机器人运动实验
        5.3.1 运动轨迹参数验证实验
        5.3.2 蜿蜒运动轨迹控制实验
        5.3.3 行波运动轨迹控制实验
    5.4 本章小节
第六章 轮足机器人运动建模与实验
    6.1 引言
    6.2 轮足机器人构型
    6.3 轮足机器人运动学
    6.4 机器人支撑区域分析
    6.5 机器人步态稳定性判据
    6.6 轮足机器人混合步态实验
    6.7 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3847586