自重构机器人空间重构规划策略研究.pdfVIP

第 28卷 第 6期 天 津 理 工 大 学 学 报 VoJ．28NO．6 2012年 l2月 JOURNAL 0FTIANJINUNIVERSITYoFTECHNOLOGY Dec．2012 文章编号 ：1673—095X(2012)06—0022—05 自重构机器人空间重构规划策略研究 杨洪光，葛为民，王肖峰 (天津理工大学 机械 [程学院，天津 300384) 摘 要：本文基于链式 自重构机器人提出了一种无标号、分布式的空间重构规划策略，研 究 自重构机器人的构型表 达和空间重构运动．首先对 自重构机器人进行了拓扑的描述，然后建立坐标系，描述整个机器人的空间状态，将重构 理论从构型重构拓展到空间运动规划，来处理未知非结构环境下全局检测、控制与定位 问题．最后介绍了重构规划 的方法，并通过Webots对五个模块的 自重构机器人系统变形进行仿真，证明了上述方法的有效性和可行性． 关键词：自重构机器人；构型；公共拓扑；重构规划 中图分类号：TP242．6 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1673-095X．2012．06．006 Spacereconfiguringplanningstrategyofself-rec0nfigurablerobots YANG Hong—guang，GEW ei—min，WANG Xiao—feng (SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China) Abstract：Based ()nthechain—typeself一reconfigurablerobots，thispaperpresentsanunlabeledanddistributedplanning strategyforspacereconfiguring，andtheconfigurationexpressionandphysicalmotioninspacearealsodiscussed．Firstly，it usesthetopologystructuretodescribetherobots．Then，acoordinatesystem isestablishedtodescribetherobotsspacestate andthereconfigurationtheoryisexpandedtothespacemotionplanning．Thismethodisusedtodealwiththeproblemsab(mt globaldetection，controlandlocation inunknown orunstructured environments．Atlast，itintroducesthereconfiguration planningmethodandshowsthesimulationexperimentresulttoprovetheeffectivenessandthefeasibilityofthetheory． Keywords：self-reconfigurablerobot；configuration；Conlmontopoloyg ；reconfiguringplanning 自重构机器人足由许多标准模块组成，依靠模 规划算法都集中在 晶格式机器人上，采用基于栅格 块上的传感器感知周围环境信息，利用模块问的可 约束的自重构 (单元模块必须处于栅格中心 能实 连接性和互换性可以实现模块问的相互运动、连接／ 现连 接 )，如 Molecule 系 统、I-Cubes 系 统、 分离改变构型，从而扩展其功能和运动形式，完成各 Miche 系 统 以及 M—Cubes 系统等．对于上述机器 种运动及操作任务