一种可重构模块化无人车设计

孙明 林志彦 严浩东 石浩枫

摘 要：为使机器人能够更好地适应不同的任务需要，研制了一种模块化可重构机器人，设计了机器人基础模块，并进行了承载力的有限元分析，有针对性地对控制系统进行了设计和改进，提升了机器人运行的平滑性，减少了磨损。实验表明，该机器人可代替传统的无人车，执行多种功能，提高了任务适用性，降低了使用成本和维护成本。

关键词：可重构;模块化;机器人

1 绪论

传统机器人多为满足特定场景、特定条件而被设计成不可更改的结构形式，虽然能较好地完成当前应用背景的任务，但这种对环境的极高适应度也导致其通用性降低，难以满足使用者不断变化的需求。随着信息产业的进步和国家大力推进工业4.0，用户对于产品个性化的需求不断增加，工业产品呈现出小批量、定制化的趋势。可重构模块化机器人MRRS（Modular reconfigurable robot system）具有灵活改变构型以适应不同的任务需求的特点，能够更好地满足新产业背景下柔性生产的要求和多用途环境下不同任务需求，能够为企业节约设备成本，缩短生产周期，提高产品迭代率，近年一直是機器人领域重要的研究方向。

2 国内外研究综述

可重构模块化机器人与传统机器人具有以下特征：一是可重构机器人的控制、驱动电路能嵌入各关节模块中，使得每个模块具有自治性，集驱动、控制、通信于一体;二是机器人构型的多样性和模块的独立性为可重构机器人实现分布式控制提供了必要条件，可有效地提高系统应用的效率和方便性。……