在科技發(fā)展的今天,軟體機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域中獲得了越來(lái)越多的應(yīng)用,特別是在一些地形復(fù)雜或環(huán)境惡劣的情況下,如管道探索、孔洞或者墻縫等,使用軟體機(jī)器人代替人類工作即高效又安全,但其自身構(gòu)型無(wú)法改變。假如針對(duì)每種環(huán)境設(shè)計(jì)各式的軟體機(jī)器人將產(chǎn)生資源浪費(fèi),而模塊化軟體機(jī)器人由一個(gè)或多個(gè)組成,其自身變形能力強(qiáng),運(yùn)動(dòng)形式豐富。當(dāng)模塊化的概念與軟體材料互相結(jié)合,兩者又碰撞出了激烈的火花。作為最新最前沿的機(jī)器人概念,它同樣也面臨著一些嚴(yán)重的問(wèn)題,例如軟體模塊的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法等。本文通過(guò)前人的經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建了一種軟體模塊,設(shè)計(jì)了一套對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)易控制系統(tǒng),并通過(guò)Voxcad軟體物理引擎開發(fā)了一款軟體模塊化機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真軟件。并且其結(jié)構(gòu)更適合自重構(gòu)的功能。對(duì)于軟體模塊而言,設(shè)計(jì)其正方體結(jié)構(gòu),在周邊十二條棱上內(nèi)部均嵌有圓柱形磁鐵。然后對(duì)其模型進(jìn)行理論分析,在ABAQUS軟件中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,以確定設(shè)計(jì)參數(shù)滿足實(shí)驗(yàn)的需求。最后為該軟體模塊設(shè)計(jì)了小批量生產(chǎn)的模具,在保證質(zhì)量的前提下通過(guò)3D打印制作出了實(shí)物。對(duì)于控制系統(tǒng)平臺(tái),本設(shè)計(jì)建立了軟體模塊的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。從硬件的選型開始,例如微控制器,氣壓傳感器和氣... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

剛性模塊化機(jī)器人[6-11]

圖 1-1 剛性模塊化機(jī)器人[6-11]劍橋大學(xué)的 Daniela Rus，Cagdas D. Onal 等人在 2012 年左右將模塊軟體硅膠類材料結(jié)合到了一起，如圖 1-2 a）所示，研制出一款可以彎曲的軟體模塊單元[12]。這種模塊采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，在機(jī)器人外部利用電池提供能源，同時(shí)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)過(guò)氧化氫的催化分解反應(yīng)制備氣體體模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。此外，如圖 1-2 b）所示，機(jī)器人通過(guò)分布式控制款軟體模塊化機(jī)器人進(jìn)行了移動(dòng)步態(tài)研究，實(shí)現(xiàn)了軟體機(jī)器人整體協(xié)動(dòng)過(guò)程。

圖 1-3 柔性靜電吸附連接機(jī)構(gòu)[13]該團(tuán)隊(duì)在 2013 年還開發(fā)出一款軟體模塊化機(jī)器人仿真平臺(tái)，這為今后機(jī)器人在仿真領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，該平臺(tái)可以通過(guò)設(shè)置材料特性從而真環(huán)境中模塊單元進(jìn)行大非線性變形仿真分析[14]。該仿真平臺(tái)具有較高速度，如圖 1-4 所示，為軟體模塊單元自折疊重構(gòu)過(guò)程仿真。圖 1-4 柔性材料仿真過(guò)程卡內(nèi)基梅隆大學(xué) Sehyuk Yim 等人在 2013 年基于立方體柔性模塊單元 S

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于彈載SAR成像底層數(shù)據(jù)庫(kù)多核并行優(yōu)化的研究[D]. 冉聃.西安電子科技大學(xué) 2017
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