彈復性機器人模塊設計與自修復動作規(guī)劃.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、機器人以其廣泛應用以及與人類的互動能力,已成為最重要的機械系統(tǒng)之一。越來越多的機器人被要求能夠在復雜的環(huán)境中工作,這增加了機器人失效的風險。為了延長機器人的壽命,除了提高機器人在復雜環(huán)境中的適應能力外,還需要它在受損后具有一定程度的自我修復能力。這種具有一定自我修復能力的機器人被稱為彈復性機器人。
  本課題在彈復性機器人的模塊設計、仿真分析和自修復動作規(guī)劃方面進行了研究,主要內容如下:
 ?。?)基于公理化設計理論,設計了

2、新型彈復性機器人模塊。公理化設計理論為本課題的設計過程提供了系統(tǒng)和科學化的理論基礎。本課題從修復方案和工作原理兩個角度對彈復性機器人模塊進行公理化分析與設計,得出功能需求獨立的設計矩陣。在設計矩陣的基礎上,對彈復性機器人模塊的對接系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及欠驅動功能進行了具體設計。利用3D打印技術,制作了彈復性機器人模塊樣機。以PC為上位機,Arduino Nano單片機為下位機,搭建了彈復性機器人系統(tǒng)實驗平臺。

3、r> ?。?)基于D-H參數法,對彈復性機器人的機械臂進行正運動學和逆運動學分析,并利用MATLAB軟件進行仿真。D-H參數法是對機器人連桿和關節(jié)進行建模的標準方法。本課題以彈復性機器人的一個6關節(jié)機械臂為例,運用D-H參數法建模,進行正運動學和逆運動學分析,得出相應方程。利用MATLAB軟件中的Robotics Toolbox和Spacar插件,對該6關節(jié)機械臂進行仿真,驗證了彈復性機器人的設計合理性。
 ?。?)基于降維的策略

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