彈復(fù)性機(jī)器人模塊設(shè)計(jì)與自修復(fù)動作規(guī)劃.pdf

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

2、新型彈復(fù)性機(jī)器人模塊。公理化設(shè)計(jì)理論為本課題的設(shè)計(jì)過程提供了系統(tǒng)和科學(xué)化的理論基礎(chǔ)。本課題從修復(fù)方案和工作原理兩個(gè)角度對彈復(fù)性機(jī)器人模塊進(jìn)行公理化分析與設(shè)計(jì)，得出功能需求獨(dú)立的設(shè)計(jì)矩陣。在設(shè)計(jì)矩陣的基礎(chǔ)上，對彈復(fù)性機(jī)器人模塊的對接系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)及欠驅(qū)動功能進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)。利用3D打印技術(shù)，制作了彈復(fù)性機(jī)器人模塊樣機(jī)。以PC為上位機(jī)，Arduino Nano單片機(jī)為下位機(jī)，搭建了彈復(fù)性機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺。

3、r>　?。?）基于D-H參數(shù)法，對彈復(fù)性機(jī)器人的機(jī)械臂進(jìn)行正運(yùn)動學(xué)和逆運(yùn)動學(xué)分析，并利用MATLAB軟件進(jìn)行仿真。D-H參數(shù)法是對機(jī)器人連桿和關(guān)節(jié)進(jìn)行建模的標(biāo)準(zhǔn)方法。本課題以彈復(fù)性機(jī)器人的一個(gè)6關(guān)節(jié)機(jī)械臂為例，運(yùn)用D-H參數(shù)法建模，進(jìn)行正運(yùn)動學(xué)和逆運(yùn)動學(xué)分析，得出相應(yīng)方程。利用MATLAB軟件中的Robotics Toolbox和Spacar插件，對該6關(guān)節(jié)機(jī)械臂進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了彈復(fù)性機(jī)器人的設(shè)計(jì)合理性。
　?。?）基于降維的策略