200107 可重构机器人技术的探讨.doc

word文档可编辑 　　 本文档下载自文库下载网，内容可能不完整，您可以点击以下网址继续阅读或下载： /doc/ce0e16d7c1c708a1284a446d.html 200107可重构机器人技术的探讨 可重构机器人技术的探讨 第30卷第7期2001年7月 文章编号:100220411(2001)072684205 　信息与控制 InformationandControl Vol.30,No.7　July.,2001　 可重构机器人技术的探讨 李　斌　吴镇炜　谈大龙　王越超 (中国科学院沈阳自动化研究所　110015) 摘　要:本文概述了可重构机器人研究和发展现状,作了较详细的介绍,,.Ξ 关键词:可重构机器人多AA ONTECHNOLOGYOFRECONFIGURABLEROBOT LIBin　WUZhen2wei　TANDa2long　WANGYue2chao (ShenyangInstituteofAutomationChineseAcademyofSciences　110015) Abstract:Inthispaper,theresearchandpersentsituationofdevelopingforreconfigurablerobotarere2sumed.Thestudyoncontrolmothodbasedonmulti2agentforreconfigurablerobotisinstroduced.Accordingtothebackgroundofapplicationforreconfigurablerobot,thenecessityoftheresearchforreconfigurablerobotispointedout. Keywords:reconfigurablerobot,multi2agent 1　引言(Introduction) 机器人技术的发展使得机器人的能力不断提 高,机器人应用的领域和范围正在不断扩展,人们希望机器人能完成更加复杂的任务.通过重新编程,机器人能很容易地完成许多不同的任务,然而一台机器人能完成任务的范围却受其自身的机械结构限制.对于给定任务,可以根据任务要求来选择机器人的最/doc/ce0e16d7c1c708a1284a446d.html佳结构,如喷漆或焊接作业,一般采用垂直关节结构的机械手,而对于高精度的桌面精密装配作业,则采用水平SCARA结构的机械手.对于一些不可预知的作业任务或不断变化的作业,就无法选择机器人的最佳结构,需要应用许多具有不同运动学和动力学特性的机器人来完成作业任务,这种做法往往耗资具大,甚至于不可行.例如,空间站上许多工作需要机器人来完成,由于重量的限制,不可能将所有的机器人都发射到空间站中.因此,需要使用一种能根据任务要求改变自身构型的机器人来完成不可预知的作业任务.可重构机器人的研究正是在此类应用背景下开始的. 1988年美国卡纳基梅隆大学机器人研究所研制出一种可重构的模块化机械手系统(简称RMMS),笔者认为RMMS是第一台可重构机器人 的原理性样机[1],因为RMMS在系统设计上扩展了当时模块化机械手的概念[2],不仅实现了机械结构的可重构,而且从电子硬件、控制算法、软件等方面实现了可重构.RMMS原型样机包括六个关节模块、六个连杆模块和一台由具有实时能力的计算机组成的控制器.在原型样机基础上,Khosla等又做了进一步的研究工作[3,4,5],通过机械结构、软件算法、通讯系统等方面的改进,于1996年研制出了新型RMMS[6],如图1所示. 　　随着可重构机器人研究工作的开展,一些关于可重构机器人的新思想和研究成果也不断产生.1988年,在日本东京科学大学,Fukuda等从概念的 角度提出了一种新的机器人系统——动力可重构机器人系统(DRRS)[7],DRRS由许多具有基本机械功能的智能“细胞”组成,每个“细胞”能根据任务自动地与其它“细胞”分离和组合,构成机械手或移动机器人,甚至于系统能自修理.这种基于“细胞”结构的 2　典型的可重构机器人(Typicalreconfig2 urablerobots) Ξ收稿日期:2001-03-02 7期李　斌等:可重构机器人技术的探讨685 .在此DRRS的概念是为下一代机器人系统提出的“细胞”的单元组成,是BOT由多个独立自治的称为 :///doc/ce0e16d7c1c708a1284a446d.html一个分布式机器人系统,它能根据目的和环境将自 己重构成最佳结构.针对CEBOT的研究工作一直在继续中[10] . 基础上,Fukuda等又开展了进一步的研究工作[8].1990年,在名古屋大学,Fukuda等研制出一种新的机器人系统——细胞机器人系统(CEBOT)[9