设计说明书 可重构模块化魔方机器人设计.pdfVIP

前言1 第1 章 绪1 第1.1 节 课题中的基本概念 1 第1.2 节 国 外的研究现状 2 第1.3 节 与本设计有关的研究积累和已取得的成绩 3 第2 章 5 第2.1 节 系统设计要求及原理 5 第2.2 节 系统设计的总体方案 6 第2.3 节 设计研究技术路线 7 第3 章 8 第3.1 节 模块单元设计 8 第3.2 节 驱动机构设计 9 第3.3 节 控制核心STM32F103ZET6 10 第3.4 节 机械结构设计方案 11 第3.5 节 传感的的选择 11 第3.6 节 通信系统 12 第4 章 14 第4.1 节 控制系统分析 14 第4.2 节 构建系统的总体框架 16 第4.3 节 模块软件概述 18 第4.4 节 系统控制软件设计 18 第5 章 22 第5.1 节 模块机器人构型组合设计 22 第5.2 节 机器人构形的确定 22 第5.3 节 机器人构型识别 24 第5.4 节 构形的自动重建 25 结论 27 28 29 30 附录1：实物照片说明30 - i - 附录2：部分源程序31 - ii - 【摘要】：本设计介绍了一种新型的可重构模块化机器人(多变魔方机器人) ，它同时 拥有可重构、可组装和群体机器人的特点。多变魔方机器人的每个模块都可以自主移动 并与其他模块自组装成魔方结构，还可以被配置成各种不同形态，实现变形。多变魔方 机器人选用控制功能强大的32 位ARM 芯片和应用I2C 总线通信构建了模块化分布式控 制系统，有效地实现了机器人的运动控制。本文详细描述了多变魔方机器人模块的硬件 结构，软件体系以及系统的工作原理。 【关键词】：模块化机器人；可重构；嵌入式；分布式控制系统； [Abstract] : This design introduced the deve opment trend of the robot and the princip e of a new type of reconfigurab e modu ar robot is studied. Design based on the research of changeab e rubiks cube robot modu e in digita e ectronic magic feet, for examp e, using 32-bit ARM MCU to rea ize contro of the digita magic feet, make the rea ization of each modu e can be autonomous mobi e and se f- assemb ed into a rubiks cube structure with other modu e, can a so be configured to a variety of different forms, rea ize the deformation, and other functions.Based on ARM microcontro er is easy to contro the system re iab e work precision higher a series of unique advantages. [Key words]: modu ar robot; reconfigurab e; embedded; distributed contro system; I2C 第 1 页 随着机器人应用在广度和深度上的发展，人们希望在简化机器人设计、减少结构部 件和降低机器人成本的同时，增强机器人系统性能，增加机器人功能和结构的多样性， 所以在机器人学研究领域出现了可重构机器(Reconfigurable Robot)的研究。可重构机器 人是由功能简单而具有一定感知能力的模块机器人有机联接而成。通常由一套具有多