機(jī)器人的彈復(fù)性是受生物自修復(fù)行為的啟發(fā)而來(lái)。彈復(fù)性機(jī)器人是指機(jī)器人在系統(tǒng)發(fā)生部分故障而喪失功能時(shí),能夠通過(guò)自身改變來(lái)恢復(fù)原有的功能。機(jī)器人的彈復(fù)性能夠提高機(jī)器人系統(tǒng)的生存能力。本課題旨在研究一種模塊化的彈復(fù)性機(jī)器人系統(tǒng),主要研究?jī)?nèi)容包括:（1）研發(fā)了一種雙方塊式的彈復(fù)性機(jī)器人模塊Rebot。Rebot模塊由一個(gè)公方塊,一個(gè)母方塊和一個(gè)連桿組成。公方塊能夠與其他模塊的母方塊通過(guò)一種鉤式對(duì)接裝置進(jìn)行對(duì)接。Rebot模塊還設(shè)有一種齒合式離合器,使機(jī)器人具有欠驅(qū)動(dòng),被動(dòng)關(guān)節(jié)和被動(dòng)連桿等特性。此外,還設(shè)計(jì)了 Rebot模塊的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。（2）研究了 Rebot模塊組成機(jī)器人系統(tǒng)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)。通過(guò)D-H參數(shù)法建立機(jī)器人模型,分別對(duì)模型進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)和逆運(yùn)動(dòng)分析。并使用MATLAB中的Robotic Tool Box對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行求解以及軌跡生成。（3）分析機(jī)器人通過(guò)自主對(duì)接方法實(shí)現(xiàn)自修復(fù)的方法。提出一種降維策略,使機(jī)器人借助環(huán)境幫助將三維空間的對(duì)接轉(zhuǎn)換成二維平面內(nèi)的對(duì)接。此外,還提出一種新穎的模塊化機(jī)器人自主對(duì)接方案。該方法采用了基于目標(biāo)檢測(cè)算法對(duì)接目標(biāo)... 

【文章來(lái)源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１彈復(fù)性機(jī)器人修復(fù)策略：（Ａ）正常狀態(tài)；（Ｂ）系統(tǒng)受損；（ｃ）修復(fù)方法一；（Ｃ２）修復(fù)方法二；（Ｃ３）??修復(fù)方法三??

６］。該機(jī)器人被構(gòu)造成有四支大腿，四支小??腿和一個(gè)主體，如圖１－１所示。機(jī)器人四條腿可以冗余的向前移動(dòng)。當(dāng)機(jī)器人的一只腿發(fā)??生故障之后，機(jī)器人便會(huì)進(jìn)入自重構(gòu)狀態(tài)，一開(kāi)始，機(jī)器人會(huì)隨機(jī)的選擇一種運(yùn)動(dòng)方式繼??續(xù)爬行，并持續(xù)不斷的改變運(yùn)動(dòng)方式，直到找到一種高效的爬行方法，從而實(shí)現(xiàn)彈復(fù)性。??Ｓｅｉｆ－Ｍｏｄｅｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?Ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ?＾ｔｉｏｎ?ｓ＾ｉｔｈｅｓｉｓ??８?ｃ??Ｆ?‘??Ａ＊?ｆ?Ｔａｒｇｅｔ?Ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ＼??圖２．１彈復(fù)性四足機(jī)器人??Ｆｉｇ．?２．１?Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ?ｑｕａｄｒｕｐｅｄ?ｒｏｂｏｔ??Ａｎｔｏｉｎｅ?Ｃｕｌｌｙ和他的團(tuán)體研發(fā)了一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的彈復(fù)性機(jī)器人［７］�？茖W(xué)家們?yōu)檫@??款機(jī)器人設(shè)計(jì)了一種智能算法，可以進(jìn)行三維空間的地圖的創(chuàng)建，同時(shí)，該機(jī)器人還配有??一個(gè)不同行走方式的數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)機(jī)器人的腿部發(fā)生故障時(shí)，機(jī)器人便會(huì)根據(jù)目前自身狀態(tài)??從動(dòng)作庫(kù)中搜索一種運(yùn)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，即搜尋一種修復(fù)方案來(lái)恢復(fù)移動(dòng)的功能。該機(jī)??器人采用一種智能試錯(cuò)法進(jìn)行修復(fù)策略的搜索，這種智能試錯(cuò)方法使機(jī)器人在受損時(shí)，能??

機(jī)器人與論文［６］中所提出的機(jī)器人??的恢復(fù)方式類似。兩者都是基于剩余的系統(tǒng)，通過(guò)改變運(yùn)動(dòng)方式，來(lái)恢復(fù)原有的功能，只??是兩者搜尋新動(dòng)作的策略不同。這種彈復(fù)性策略都可以歸屬于彈復(fù)性機(jī)器人三種恢復(fù)策略??中的第一種，即改變機(jī)器人的工作原理。??Ｇｏａｌ：?Ｆａｓｔ，?ｓｔｒａｉｇｈｔ?ｗａｌｋｉｎｇ??ｆ?Ｓｅｃｏｎｄ?ｔｒｉａｌ?．．．．＊？？＇＊＊＊??????Ｌｅａｒｎｉｎｇ?ｇｕｉｄｅｄ?ｂｙ?ｓｅｉｆ－ｋｍｗｌｅｄｇｅ?Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ?ｂｅｈａｖｉｏｕｒ??圖２．２機(jī)器人智能試錯(cuò)算法??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｒｉａｌ?ａｎｄ?ｅｒｒｏｒ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ??加拿大章文俊教授和他的團(tuán)體研發(fā)過(guò)一系列的彈復(fù)性機(jī)器人［ｉ’２‘％與上述所提到的兩??種彈復(fù)性機(jī)器人不同的是，這種機(jī)器人是基于模塊化的結(jié)構(gòu)和欠驅(qū)動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的彈??復(fù)性。即能夠通過(guò)彈復(fù)性機(jī)器人三種恢復(fù)策略中的第一種和第二種來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自修復(fù)。??由該團(tuán)隊(duì)張壇等人設(shè)計(jì)的機(jī)器人Ｒ－Ｒ〇ｂｏｔ［５］如圖２．３所示，該機(jī)器人由多個(gè)相同的模塊組成，??每個(gè)模塊上都有一個(gè)對(duì)接裝置，該對(duì)接裝置能夠?qū)蓚�(gè)模塊鏈接成一體，也能將兩個(gè)連接??的模塊進(jìn)行分離。當(dāng)機(jī)器人的腿部發(fā)生故障時(shí)，機(jī)器人便會(huì)嘗試將手臂上的模塊連接到腿??部上，從而恢復(fù)機(jī)器人腿部的功能。??藝ｉ??圖２．３?Ｒ－Ｒｏｂｏｔ的自修復(fù)過(guò)程??Ｆｉｇ．?２．３?Ｒ－Ｒｏｂｏｔ?ｓｅｌｆ－ｒｅｐａｉｒ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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