帶有機(jī)械臂的兩輪可重構(gòu)移動機(jī)器人的設(shè)計與研究.pdf

1、單體機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)在星球探測等極限作業(yè)環(huán)境中存在著極大的風(fēng)險，將機(jī)器人模塊化、自重構(gòu)和多機(jī)器人協(xié)作等概念應(yīng)用于星球探測、軍事偵察和救災(zāi)搜尋等領(lǐng)域是當(dāng)前移動機(jī)器人研究的一個重要方向。但目前國內(nèi)外已提出的重構(gòu)機(jī)器人大部分是通過群體的構(gòu)形變化來實(shí)現(xiàn)特定功能，其各單元模塊自身不能獨(dú)立作業(yè)或作業(yè)能力有限。本文在兩輪并列式移動機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，研究了一種新型具有獨(dú)立作業(yè)能力的，即具有操作模式和運(yùn)動模式的輪－臂式可重構(gòu)移動機(jī)器人，該機(jī)器人具有重要的理論研究

2、意義和實(shí)際應(yīng)用價值。
　　根據(jù)機(jī)器人所要實(shí)現(xiàn)的基本功能和運(yùn)動，對其總體方案進(jìn)行了分析，設(shè)計了一種新型的兩驅(qū)動輪式移動機(jī)器人。該機(jī)器人具有一個4自由度機(jī)械臂和一個單自由度手爪，手臂末端與手爪之間裝有輔助輪。針對該機(jī)器人，以越障性能為目標(biāo)函數(shù)，以操作模式的穩(wěn)定性和工作模式轉(zhuǎn)換條件為約束，建立了該機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型。
　　通過優(yōu)化計算，確定了單體機(jī)器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計了機(jī)器人機(jī)械本體，在機(jī)器人的手與手爪之間，以及手爪與車體之間

3、設(shè)計有組合重構(gòu)接口。同時以AVR單片機(jī)為主控芯片，對控制系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)車輪與機(jī)械手的伺服控制。
　　對單體機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)正、逆問題建模和求解，分別對運(yùn)動模式和操作模式進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)仿真，驗(yàn)證了模型和求解的正確性；對機(jī)器人運(yùn)動模式和操作模式這兩種工作模式的轉(zhuǎn)換和運(yùn)動模式下的輪臂結(jié)合越障運(yùn)動進(jìn)行了規(guī)劃和仿真。
　　研究了一種基于矩陣向量，包含由各子機(jī)器人在空間中的位姿、相互之間的關(guān)系以及重構(gòu)狀態(tài)的多機(jī)器人群體構(gòu)