模塊化自重構機器人由一個個模塊單元組成,這些模塊單元自身也相當于一個小機器人,通過模塊單元之間的自主連接與斷開,能夠構成各種各樣構型各異的機器人,以滿足日益復雜的任務需要。當前模塊化自重構機器人主要還停留在實驗室階段,很少應用與工業(yè)環(huán)境中,而工業(yè)模塊化機器人的構型改變都是人為完成的,它們的模塊單元基本不具有智能性。本文主要針對模塊化自裝配機器人系統(tǒng)進行研究,期望能一定程度上實現(xiàn)模塊化自重構機器人的工業(yè)應用,主要研究內容包括:機器人模塊單元的結構設計,模塊化機器人構型的描述,自裝配過程中模塊單元之間的定位校準,以及模塊單元自裝配過程的規(guī)劃研究。模塊單元的結構設計主要包含連接接口的設計,模塊單元自主移動的實現(xiàn),關節(jié)模塊驅動能力的設計。本文通過對兩自由度與三自由度所有構型的機器人的動力學進行分析歸納,提煉出一種可以計算六自由度以內所有構型的機器人的動力學的方法,從而保證關節(jié)模塊的驅動能力能滿足任務需求又不至于造成太多浪費。采用“一面二銷”的定位方式保證連接接口的機械定位,并且便于連接過程中的定位,再利用曲柄滑塊死點機構驅動四個爪子,實現(xiàn)模塊單元的連接鎖緊。最后通過將輪子與關節(jié)模塊轉動輸出接口...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的目的和意義
    1.2 模塊化自裝配機器人的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 模塊化可重構機器人的研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.2 群體機器人的研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.3 模塊化自重構機器人通信定位的研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.4 模塊化機器人自重構過程規(guī)劃的研究現(xiàn)狀與分析
    1.3 現(xiàn)有研究存在的主要問題
    1.4 本文的主要研究內容
第2章 機器人模塊單元的結構設計
    2.1 引言
    2.2 機器人關節(jié)模塊規(guī)格的設計
        2.2.1 兩自由度與三自由度機器人的構型情況及受力分析
        2.2.2 多種構型的機器人的通用受力計算方法
    2.3 電機與減速機的選型設計
        2.3.1 電機的選型設計
        2.3.2 減速機的選型設計
    2.4 機器人模塊單元的結構設計
        2.4.1 可移動關節(jié)模塊的機構設計
        2.4.2 可移動關節(jié)模塊與連桿模塊的結構設計
    2.5 模塊單元的連接特性
        2.5.1 機器人模塊單元總結
        2.5.2 關節(jié)模塊單元的連接特性
    2.6 本章小結
第3章 模塊化機器人構型的描述及其自生成
    3.1 引言
    3.2 模塊化機器人構型的圖形描述
        3.2.1 模塊化機器人最小單元的構型抽象
        3.2.2 機器人模塊最小單元的實際組合情況
    3.3 機器人模塊最小單元的符號表示
    3.4 模塊化機器人構型的矩陣描述及其自生成
        3.4.1 模塊化機器人構型的矩陣描述
        3.4.2 模塊化機器人最小單元的DH參數(shù)
        3.4.3 模塊化機器人構型的矩陣描述的自生成
    3.5 本章小結
第4章 自裝配過程中模塊間的定位校準
    4.1 引言
    4.2 模塊間定位校準的策略
    4.3 超聲波檢測位姿的原理設計
    4.4 模塊間激光定位的原理及仿真驗證
        4.4.1 模塊間激光定位的原理
        4.4.2 模塊間激光定位的誤差計算
    4.5 模塊間激光定位的誤差分析及優(yōu)化改進
        4.5.1 模塊間激光定位的誤差分析
        4.5.2 模塊間激光定位的優(yōu)化改進
    4.6 本章小結
第5章 模塊化機器人的自裝配過程規(guī)劃及仿真驗證
    5.1 引言
    5.2 模塊化機器人自裝配過程的總體策略
    5.3 兩個模塊單元的自裝配過程規(guī)劃
        5.3.1 小車單元的自裝配過程
        5.3.2 連桿模塊與單個關節(jié)模塊的自裝配過程
    5.4 模塊化機器人自裝配過程的仿真驗證
        5.4.1 機器人模塊單元的路徑規(guī)劃
        5.4.2 模塊化機器人自裝配過程的仿真驗證
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3771975