导读:本文包含了模块化可重组机器人论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:机器人,运动学,分布式,步态,铰链,合金,动力学。
模块化可重组机器人论文文献综述
姚美宝[1]（2019）在《空间模块化机器人构型重组与控制方法研究》一文中研究指出模块化机器人系统具有构型可重组的特性,因而能够很好地适应严苛的空间环境,具有广泛的空间应用前景。模块化机器人的构型重组与控制是充分发挥该系统高度适应性及鲁棒性的关键技术,直接关系到模块化机器人构型重组的效率及成功率,甚至是整个空间探测任务的成败。因此有必要展开模块化机器人构型重组与控制方法的研究,本文立足于模块化机器人在空间环境中探测及应用的重大需求,以解决模块化机器人构型重组与控制中的难题为主要目的。结合空间探测任务背景,立足拓展新的理论与应用方法,系统研究了模块化机器人构型重组中的规划及控制问题。论文主要研究内容包括如下:研究了模块化机器人的自动建模技术。1)针对传统的构型重组方式造成的模块联接面误差累积和消除的困难,提出了一种基于折纸的模块化机器人重构方式。这种重构方式能够有效减小联接面误差,大大提高模块化机器人构型重组的鲁棒性及成功率;2)考虑模块化机器人构型可变的特性,以及空间环境对系统自主性、实时性的要求,提出了模块化机器人的运动学模型及动力学模型的自动建立方法,该方法能够实时、高效地对模块化机器人的模型进行自动建立,满足空间任务对系统建模及计算实时性的要求;3)考虑到空间环境中的能源有限,模块化机器人重构过程的能量消耗是一项重要的性能指标,故基于提出的自动建模技术对能量指标进行实时的计算,能够大大降低在线计算量,提高能量计算的效率。研究了能量最优的模块化机器人重构规划方法。为节省空间系统的能源,提高能量利用效率,对模块化机器人能量最优的重构规划方法展开研究。针对基于折纸的模块化机器人重构方式,考虑能量指标的两种度量形式,即关节力矩峰值以及关节力矩能量消耗,分别进行优化算法的设计。提出了两种求解能量最优重构方案的优化算法:1)基于自动建模技术的遍历求解算法,该算法能够保证求解结果的最优性,但求解的计算量大,运算时间长,对空间机器人系统的在线计算能力要求高;2)基于启发式算法的优化算法,该算法对构型重组方案中的各要素是解耦的,如根结点模块,初始构型和模块驱动次序等,对这些要素逐一进行启发式算法设计,从而大大降低求解过程的计算量和计算时间,满足空间系统的实时性要求。研究了模块化机器人构型中的主动模块最优配置方法。相比模块化机器人的被动模块,主动模块单元的结构较为复杂,生产制造成本较高。为降低模块化机器人的构型重组及应用成本,并进一步减少重构的能量消耗,对主动模块的最优配置方法展开研究。面向两种不同的任务场景,即面向初始平面构型及目标叁维构型的重构任务,提出基于图着色算法和启发式算法的最优配置方法,提高了配置方法的通用性。这两种方法均能求解出主动模块的最优配置方案,使得构型中的主动模块数量最少,且能够通过驱动这些模块完成构型重组,进行重构后的运动并根据指令执行相关的任务。相比图着色算法,基于启发式算法的最优配置方法大大降低了算法复杂度、计算量和运算时间,因此该算法有效提高了空间机器人系统的实时规划效率。研究了模块化机械臂在轨协调操作与控制技术。考虑多模块化机械臂在轨协调操作柔性单元的空间任务,该任务对空间机器人的控制系统提出了很高的要求,不仅需要保证协调操作时柔性单元质心运动的轨迹跟踪精度,同时还要使得柔性单元大范围运动产生的振动最小化。针对协调操作任务中的控制目标,基于奇异摄动理论,提出了双时间尺度控制方案。该复合控制器包括基于非奇异终端滑模控制技术的慢子系统控制器,以及基于最优控制技术的快子系统控制器,能够同时实现协调操作任务的两个控制目标。仿真结果验证了上述算法的有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
张卫[2]（2016）在《模块化可重组关节机器人关键技术研究》一文中研究指出在这个科学技术不断进步发展的今天,机器人作为一种柔性化机电产品正在广泛的应用于工业生产制造领域,但是面对多变的环境时,传统的工业机器人就不能够及时的适应新的任务,严重时甚至被淘汰。基于现代机器人发展和生产生活的需求,引入了模块化可重组机器人的概念,目前,这种机器人已经得到了认可,并应用到了航天、空间站、核环境和战争中,由此可见,对模块化可重组机器人的研究有着重大的科学意义。为此,按照模块化、可重组的指导思想,本文主要做了以下工作:对机器人的模块化、可重组技术进行研究。设计几种可重组拼接的关节模块和连杆模块,将各种模块进行了机械组合得到了不同自由度和不同功能的机器人,并对可重组关节机器人的模块进行简化和建模。对模块化、可重组机器人进行运动学和动力学进行研究。应用指数积公式建立可重组机器人的运动学模型,对该种机器人的运动学正解进行了详细分析,比较了D-H参数法与指数积法在求运动学正解的优势,采用左乘迭代方法求解了运动学反解,应用MALAB中Robotics Toolbox工具对机器人进行了仿真分析;建立了机器人的拉格朗日模型,采用连续矢量法求得机器人的动力学方程,并用ADAMS和MATLAB进行动力学联合仿真。对可重组机器人的控制设计和程序仿真技术进行研究。构建了模块化、可重组机器人的控制系统硬件平台并进行控制系统软件开发,利用PLC实验仿真验证机器人控制程序的正确性。(本文来源于《河北工业大学》期刊2016-06-01）
王春成,赵延治,赵铁石[3]（2008）在《基于Solidworks可重组模块化并联机器人CAD系统开发》一文中研究指出介绍了在VB集成开发环境下开发基于SolidWorks的可重组模块化模块化并联机器人CAD系统的全过程。利用此系统,用户只要输入基本的构型参数即可快速地实现3至6自由度对称和非对称平面式、立方体角台式、球面式、台体式等多种类型的并联机器人的统一模块化重组。因此不仅实现了多自由度多构型空间并联机器人叁维模型参数化设计,更为空间并联机构可重组和型综合提供了一种快速、有效的方法。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2008年05期）
周红秀,高峰,张振宇[4]（2005）在《新型可重组模块化并联微动机器人研究》一文中研究指出针对国内各种结构并联微动机器人结构复杂、不易标定等问题,提出了一类新型的结构解耦可重组模块化并联微动机器人,根据任务要求,利用并联微动机器人构型原理,选择不同的运动支链模块可构建3-6DOFs(自由度)并联微动机器人.其运动支链模块是由简单的弹性运动副单元组成,采用一体化设计,从而保证微动机器人的精度要求,解决了并联微动机器人采用完全装配式装配误差大、整体加工式工艺性较差的技术问题。(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2005年03期）
李晓斌[5]（2004）在《模块化可重组机器人分布式控制系统设计》一文中研究指出本文为模块化可重组机器人设计了一套分布式控制系统,并且在此基础上实现了机器人的自动对接,为以后继续研究模块化可重组机器人的自动重组技术奠定了基础。 首先,本文介绍了模块化可重组机器人的概念、特点、发展状况以及应用前景等,它具有模块化、可重组的鲜明特点,代表了机器人发展的一个前沿方向。传统的机器人控制系统不适合模块化可重组机器人,本文为它构建了适合其特点的控制系统——模块化分布式控制系统。 然后,本文详细介绍了模块化分布式控制系统的硬件和软件设计。根据模块化可重组机器人的特点,在硬件设计时始终遵循模块化、功能较强的控制器、较好的通信网络、小型化、低功耗和低成本这六个原则。控制器采用的是DSP芯片TMS320LF2406,用它对无刷直流电机进行控制,能够获得较高的控制精度和较好的实时性。软件设计也遵循了模块化的设计原则,通信网络采用的是RS—485总线基础上的无线通信。 最后是控制系统的仿真和实验。首先对无刷直流电机的控制方案进行了仿真,来验证控制方案的可行性以及初步确定PID控制参数,然后进行了反向运动学实验来验证控制系统的实际控制效果,最后详细说明了自动对接的实验过程和结果。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2004-11-01）
马建军[6]（2004）在《模块化可重组机器人自动对接技术研究》一文中研究指出模块化自重组机器人由大量结构、功能都相同的模块组成,它可以根据环境或任务的不同将模块重新组合形成不同的构形,例如蛇形、履带形或昆虫形等,可以很好的满足救火、地震后的城市搜救和战地侦察等不确定性环境中的多任务要求。模块化、可重组的结构设计使得这种机器人具有多样性、稳定性和低成本的优点。机器人通过自主地对模块进行重新排列以形成各种不同的结构形态,这种模块的重新排列可称之为自重组或自组装。 自动对接是模块化可重组机器人完成自重组变形的一个基本步骤,也是这种机器人研究的关键技术之一,是模块化自重组机器人具有实际应用价值的基础。本文在对模块化自重组机器人系统结构进行分析的基础上设计了一种可实现自动对接的模块化可重组机器人,模块结构分为驱动器单元、传感器单元和框架结构几部分,但要完成模块之间的自动对接,在机械结构上还需要设计一个精巧可靠,控制方便的连接器装置来完成对接的自动开、闭锁,本文设计了一种以SMA为驱动元件的自动开闭锁链接器装置,该装置具有结构简单、控制方便、节约能源的优点。 传感器在模块化可重组机器人自动对接过程中占据很重要的地位。本文研究的主要有电机自带的测量电机位置的霍尔效应传感器;用于计算对接面之间空间偏移量的红外传感器组。由于模块化可重组机器人系统本身的独特特点,传感器的用法与其它系统相比有一些区别,在自动对接过程中,最基本的过程就是利用传感器信息寻找目标模块然后靠近,最后实现对接。在这里,红外传感器被用来测量两个对接面之间的位置偏移信息,本文讨论了逆向计算方法、基于信息平衡的计算方法并提出了一种基于爬山法的对接搜索算法,这种基于搜索的方法对多传感器之间的性能差异要求不高,比较适合我们现有的加工精度和装配精度不高的实际条件,而且实时性较好。 对于链式模块化可重组机器人,通过正向运动学分析可以得到模块链末端执行器的位姿矩阵;利用逆向运动学分析,得到了在已知目标位置的情况下求出各个关节的关节角度的方法。 整个自动对接过程分为叁个阶段:远距离阶段,中距离阶段和近距离阶段。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2004-11-01）
马建军,张辉,刘建平[7]（2004）在《一种新型模块化可重组机器人的设计与研究》一文中研究指出提出了一种模块化可手动重组机器人机构,该机构具有结构简单,控制方便,成本低廉等优点。基于模块化设计,使机器人具有多自由度和灵活的变形能力,可以很好地适应环境的变化,完成不同的任务。通过模块间的分离和对接,可实现蛇形、履带形和4足形等多种仿生结构。通过实验证明,该结构可以通过手动重组能够较好的完成蛇形蠕动、履带形滚动和4足爬行3种运动步态。。(本文来源于《制造业自动化》期刊2004年09期）
周红秀[8]（2004）在《可重组模块化并联微动机器人的研究》一文中研究指出可重组模块化机器人是一种根据特定任务要求利用通用模块来组装成不同机器人的思想。在这一思想的指导下，模块化设计不仅可以重组出适应各种任务的结构解耦的3-6DOF并联微动机器人，还解决了并联微动机器人采用完全装配式装配误差大，整体加工式工艺性较差的技术问题。 本论文根据并联微动机器人的构型原理构建了多种新颖的3-6 DOF并联微动机器人机构，对这些机构进行了总体分析。根据机构本身的特点划分出四种模块：运动平台模块，静止平台模块，运动支链模块以及驱动模块，并研究了其基本功能和特点。在这四种模块中运动支链模块是研究的重点，研究了3-6 DOF运动支链的运动性质，构建出9种运动支链模块，每一种支链模块都采用了弹性一体化设计。在模块的设计中考虑了模块与模块之间的连接与定位关系。 在论文中还研究了可重组模块化并联微动机器人的运动分析模块。包括位置分析模块、速度、加速度分析模块，以及雅可比矩阵的算法，速度、加速的性能指标：解耦性、各向同性度、极值指标等，为并联微动机器人控制软件模块化设计奠定了基础。 在运动支链模块中弹性移动副的几何尺寸、同一支链运动副之间的连杆的尺寸具有重要性，它们影响着模块化并联微动机器人的性能。本论文利用ANSYS软件进行弹性移动副的结构尺寸设计，在微小位移范围内使弹性移动副具有高度的线性度。并以3-PUU和6-PUS并联微动机器人为例，将实体模型进行有限元仿真分析，研究运动支链模块中连杆长度对运动平台末端输出的影响。(本文来源于《河北工业大学》期刊2004-01-01）
沈金祥[9]（2003）在《模块化可重组机器人运动控制系统设计》一文中研究指出模块化可重组机器人是一种结构特点鲜明的机器人，具有机构简单、多功能、高稳定性和高性价比等优点，它是现在机器人发展的一个前沿分支。本文研究的任务是进行手动可重组和自动可重组两种模块化机器人控制系统的设计，根据模块化机器人的机构特点以及它对控制系统性能的要求，结合传统主从、分布式控制系统的优点，建立“模块化分布式控制系统”的系统模型，并以此为基础结合两种机器人各自的特点进行控制系统的设计。 在模块化手动可重组机器人控制系统的设计中，以单片机为模块控制器，采用RS-232进行各模块间的通信，并选用航模舵机作为运动执行器件。最后手动可重组机器人的成功实现以及表现出的性能证明了模块化分布式控制系统在模块化机器人应用中的优越性。在模块化自动可重组机器人控制系统的设计中，以高性能的DSP控制器为核心构建模块控制系统，并采用CAN总线构建系统通信网络，机器人模块的运动执行器件选用高输出效率比的无刷直流电动机。 模块化机器人控制系统的设计和模块化手动可重组机器人的成功实现为模块化机器人的进一步研究拓展了思路，也积累了宝贵的经验。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2003-11-01）
唐见兵[10]（2003）在《模块化可重组机器人运动规划方法研究》一文中研究指出运动规划是模块化可重组机器人研究的关键技术之一，规划得合理与否，将直接影响到该机器人的运动性能。 模块化可重组机器人能够适用多种环境，呈现多种用途，最主要的原因就是它能组成不同的构形。本文所介绍的模块化可重组机器人能组成叁种构形，即蛇形、履带形和四足形。因而它能实现叁种运动模式，即蛇形蠕动、履带形滚动和四足步行运动。 本文对模块化可重组机器人实现的叁种运动模式进行分析，并对其进行运动规划。由于叁种运动模式不同，采用的规划方法也不一样，但都考虑节省能量这一想法。对于机器人蛇形蠕动，它的运动模型类似于正弦波的传播，具有规律性、重复性和周期性。因此，只要规划出一个周期内，不同时刻各个关节的转角就可以了。对于机器人履带形滚动，它的运动模型类似于坦克行进时，履带所作的运动，它的运动同样具有规律性、重复性和周期性。因而，它们二者的规划方法相似。 本文重点对模块化可重组机器人四足步行运动进行规划，采用基于运动学计算的规划方法。先对它进行正向运动学分析，求得每条腿的运动学方程。接着运用逆运动学对这些方程求解，得到各运动关节的转角。然后对机器人进行稳定性分析，看是否满足稳定步行的要求。 最后，为了检验四足步行运动这种规划方法的可行性，本文对其步行运动过程进行了仿真，仿真结果表明所采用的规划方法是行之有效的。文中还对叁种运动模式做了实验，实验的结果表明这套规划方法是合理的。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2003-11-01）
模块化可重组机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在这个科学技术不断进步发展的今天,机器人作为一种柔性化机电产品正在广泛的应用于工业生产制造领域,但是面对多变的环境时,传统的工业机器人就不能够及时的适应新的任务,严重时甚至被淘汰。基于现代机器人发展和生产生活的需求,引入了模块化可重组机器人的概念,目前,这种机器人已经得到了认可,并应用到了航天、空间站、核环境和战争中,由此可见,对模块化可重组机器人的研究有着重大的科学意义。为此,按照模块化、可重组的指导思想,本文主要做了以下工作:对机器人的模块化、可重组技术进行研究。设计几种可重组拼接的关节模块和连杆模块,将各种模块进行了机械组合得到了不同自由度和不同功能的机器人,并对可重组关节机器人的模块进行简化和建模。对模块化、可重组机器人进行运动学和动力学进行研究。应用指数积公式建立可重组机器人的运动学模型,对该种机器人的运动学正解进行了详细分析,比较了D-H参数法与指数积法在求运动学正解的优势,采用左乘迭代方法求解了运动学反解,应用MALAB中Robotics Toolbox工具对机器人进行了仿真分析;建立了机器人的拉格朗日模型,采用连续矢量法求得机器人的动力学方程,并用ADAMS和MATLAB进行动力学联合仿真。对可重组机器人的控制设计和程序仿真技术进行研究。构建了模块化、可重组机器人的控制系统硬件平台并进行控制系统软件开发,利用PLC实验仿真验证机器人控制程序的正确性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
模块化可重组机器人论文参考文献
[1].姚美宝.空间模块化机器人构型重组与控制方法研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].张卫.模块化可重组关节机器人关键技术研究[D].河北工业大学.2016
[3].王春成,赵延治,赵铁石.基于Solidworks可重组模块化并联机器人CAD系统开发[J].机械设计与制造.2008
[4].周红秀,高峰,张振宇.新型可重组模块化并联微动机器人研究[J].纳米技术与精密工程.2005
[5].李晓斌.模块化可重组机器人分布式控制系统设计[D].国防科学技术大学.2004
[6].马建军.模块化可重组机器人自动对接技术研究[D].国防科学技术大学.2004
[7].马建军,张辉,刘建平.一种新型模块化可重组机器人的设计与研究[J].制造业自动化.2004
[8].周红秀.可重组模块化并联微动机器人的研究[D].河北工业大学.2004
[9].沈金祥.模块化可重组机器人运动控制系统设计[D].国防科学技术大学.2003
[10].唐见兵.模块化可重组机器人运动规划方法研究[D].国防科学技术大学.2003
论文知识图
