發(fā)布時間：2021-07-27 17:41

　　在科技發(fā)展的今天,軟體機器人在各個領(lǐng)域中獲得了越來越多的應(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,使用軟體機器人代替人類工作即高效又安全,但其自身構(gòu)型無法改變。假如針對每種環(huán)境設(shè)計各式的軟體機器人將產(chǎn)生資源浪費,而模塊化軟體機器人由一個或多個組成,其自身變形能力強,運動形式豐富。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器人概念,它同樣也面臨著一些嚴(yán)重的問題,例如軟體模塊的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方式和運動規(guī)劃算法等。本文通過前人的經(jīng)驗構(gòu)建了一種軟體模塊,設(shè)計了一套對應(yīng)的簡易控制系統(tǒng),并通過Voxcad軟體物理引擎開發(fā)了一款軟體模塊化機器人運動學(xué)仿真軟件。并且其結(jié)構(gòu)更適合自重構(gòu)的功能。對于軟體模塊而言,設(shè)計其正方體結(jié)構(gòu),在周邊十二條棱上內(nèi)部均嵌有圓柱形磁鐵。然后對其模型進行理論分析,在ABAQUS軟件中進行運動學(xué)仿真,以確定設(shè)計參數(shù)滿足實驗的需求。最后為該軟體模塊設(shè)計了小批量生產(chǎn)的模具,在保證質(zhì)量的前提下通過3D打印制作出了實物。對于控制系統(tǒng)平臺,本設(shè)計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

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

剛性模塊化機器人[6-11]

圖 1-1 剛性模塊化機器人[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]。這種模塊采用氣動驅(qū)動，在機器人外部利用電池提供能源，同時運用化學(xué)反應(yīng)過氧化氫的催化分解反應(yīng)制備氣體體模塊進行運動。此外，如圖 1-2 b）所示，機器人通過分布式控制款軟體模塊化機器人進行了移動步態(tài)研究，實現(xiàn)了軟體機器人整體協(xié)動過程。

圖 1-3 柔性靜電吸附連接機構(gòu)[13]該團隊在 2013 年還開發(fā)出一款軟體模塊化機器人仿真平臺，這為今后機器人在仿真領(lǐng)域打下了堅實的基礎(chǔ)，該平臺可以通過設(shè)置材料特性從而真環(huán)境中模塊單元進行大非線性變形仿真分析[14]。該仿真平臺具有較高速度，如圖 1-4 所示，為軟體模塊單元自折疊重構(gòu)過程仿真。圖 1-4 柔性材料仿真過程卡內(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】：
期刊論文
[1]仿尺蠖蠕動模塊化軟體機器人的設(shè)計[J]. 王緒,費燕瓊,許紅偉,朱宇航.  高技術(shù)通訊. 2015 (Z1)
[2]填充橡膠本構(gòu)模型研究進展[J]. 危銀濤,方慶紅,金狀兵,馮希金.  高分子通報. 2014(05)
[3]模塊化重構(gòu)機器人技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展綜述[J]. 王兵,蔣蓁.  機電工程. 2008(05)
[4]模塊化自重構(gòu)機器人蠕蟲構(gòu)型的運動控制[J]. 趙杰,張玉華,朱延河,任宗偉,蔡鶴皋.  東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(03)

博士論文
[1]一種可模塊化組裝柔體機器人的柔性智能模塊化結(jié)構(gòu)[D]. 金虎.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于彈載SAR成像底層數(shù)據(jù)庫多核并行優(yōu)化的研究[D]. 冉聃.西安電子科技大學(xué) 2017
[2]模塊化自重構(gòu)機器人協(xié)調(diào)運動規(guī)劃與運動功能進化研究[D]. 尹靖淳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]模塊化可重組機器人自動對接技術(shù)研究[D]. 馬建軍.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004



本文編號：3306245