可重构模块化机器人课件.ppt

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1、可重构模块化机器人目录工业机器人发展趋势传统工业机器人可重构模块化机器人国外发展现状可重构模块化机器人国内发展现状可重构模块化机器人特点模块化关节构型模块化关节结构设计可重构机器人关节集成组件软硬件体系结构基于多Agent的分布式控制方法多机器人系统可重构模块化机器人主要研究内容工业机器人的国内外发展趋势第一阶段：示教再现型机器人示教再现型机器人，主要由机器人本体运动控制器和示教盒组成。由运动控制器解析执行示教程序，实现预定动作。操作过程不具反馈能力。Unimate工业机器人和Versatra：最早的、最著名的、至今仍在应用。第二

2、阶段：离线编程机器人机器人编程系统是采用离线式计算机实体模型仿真技术，建立实体模型，采用实际的正逆解算法在离线的情况路径规划，编程三维动画仿真，检验正确性，代码传递给控制柜，运动控制。FANUC离线编工具ROBOGUIDEABB机器人离线编程与仿真软件RobotStudio第三阶段：智能机器人不但携带各种传感器，具有对外界环境的感知能力，而且具备一定程度的独立判断、记忆推理和决策的能力，能适应外部对象、环境的变化，完成更加复杂的动作。安川DX100控制系统可同步控制8个工业机器人ABB的机器人智能3D视觉系统通过视觉系统引导机器人

3、传统工业机器人SCARA型工业机器人垂直关节型工业机器人传统工业机器人是基于给定工作任务设计的SCARA型工业机器人主要用于高精密的水平作业垂直关节型工业机器人可绕轴线俯仰摆动,可绕轴线旋转可重构模块化机器人传统工业机器人结构造型一经设计就不可改变,在工作环境和给定任务发生改变的情况下,固定构型显现出了很大的局限性。解决方法模块化可重构机器人(Modularreconfigurablerobot,MRR)模块化可重构机器人MRR由一系列不同功能和尺寸特征的、具有一定装配结构的关节模块、连杆模块、末端执行器模块以及相应的驱动、控制、

4、通信模块等以搭积木的方式构成。静态可重构机器人动态可重构机器人国外可重构模块化机器人研究现状构型数量少，自重大国外可重构模块化机器人研究现状国外可重构模块化机器人研究现状国外可重构模块化机器人研究现状AMTEC公司生产的PowerCube模块及应用实例由PowerCube模块构成的6自由度构型的三种形式早期模块关节方形，有多个表面可连接，构型灵活，刚度精度不足国外可重构模块化机器人研究现状美国的RoboticsResearch公司设计了系列化的关节模块，可组装成不同尺寸，不同载荷的7-DOF灵巧机器人臂。系统模块分为侧滚和俯仰和末

5、端带执行器机械接口的旋转关节。国外可重构模块化机器人研究现状国内可重构模块化机器人研究现状上海交通大学的费燕琼在模块化的结构设计、运动学正逆解生成和动力学生成等方面做了研究清华大学的郑浩峻，汪劲松等将可重构单元划分为摆动单元、旋转单元和辅助单元三类，利用组合数学理论对其组合装配特性进行了分析中国科学院沈阳自动化研究所的刘明尧，李斌等研究了基于多Agent可重构机器人的控制方法，将关节机器人的复杂控制转换为多个简单子系统的控制东北大学的李树军、张艳丽等对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究，并归纳设计出3种1自由度的关节模块，2种

6、连杆模块和2种辅助模块共7种功能模块北京邮电大学和北京工业大学利用PowerCube模块，进行了可重构机器人系统的研究中国科学院沈阳自动化研究所基于可重构思想设计了一种可重构星球探测机器人系统(Reconfigurableplanetaryrobotsystem,RPRS)，还提出了一种模块可重构、自动变形的链式可重构模块机器人平台北京航空航天大学开发了用于完成复杂地形侦察作业的可重构履带机器人，研究了模块化的机械电气结构和控制方法实现，采用实时嵌入式控制系统实现分布式控制国内可重构模块化机器人研究现状国内代表性商业产品：上海未来

7、伙伴机器人有限公司的模块化机械臂，设计基于SCHUNK的PowerCube。上海英集斯自动化技术有限公司生产的模块化机械手臂。上海广茂达公司研制的AS一MRobotE系列模块化机器人产品基础单元模块末端件模块连杆模块关节模块国内可重构模块化机器人研究现状上海英集斯上海未来伙伴机器人较好开放性，精度、刚度不足，电缆外走线较高刚度，模块化与重构思想不彻底模块化可重构机器人(MRR)特点一套构件，多种构型，生产快速重组，面向用户，按需定制集控制、通信、驱动、传动、感知功能于一体系统开放，易于修改、重构、添加配置功能分布式控制，控制任务分

8、散给分布模块完成，减轻主控负担标准以太网，模块通过快速数据通讯系统信息传递标准化机械和电气接口，多方向与其他模块连接受结构局限，刚度、精度和负载自重比等不足。兼具较好重构能力和操作性能成为重要方向模块化可重构机器人研究内容旋量和指数积有根树状拓扑结