研制成功了完整的立方晶胞自重构机器人系统。系统由上位机,中级单元,自重构模块三部分组成。自重构模块分为主动模块和被动模块,用于构建具有移动功能或静态支撑功能的机器人构型。上位机负责控制指令的编辑与发送。上位机与中继单元之间采用串口实现通讯。中继单元与机器人之间采用无线通讯方式完成信息交互。首次将晶体结晶学理论引入到自重构机器人研究领域,成功的解决了均一性单元模型复杂度与自重构算法复杂度之间的矛盾。通过深入研究层生长理论所揭示的晶体生长的内在驱动机制,应用结晶学相关理论解决了自重构理论中最优公共拓扑匹配、有目标构型重构和无目标构型重构三个关键子问题首先借鉴了晶体结晶过程的生长基元概念在当前构型中搜索与目标构型具有最大相似度的公共拓扑;采用基于最大结合键能的晶体层生长理论在生长基元基础上进行面向目标构型的拓扑重构;并采用基于动态子单元的分层重构策略成功实现了机器人整体"流动"式的质心迁移算法,解决了无目标构形的自重构规划问题,提高了自重构计算过程的效率和稳定性。并对典型机器人构型的整体协调运动进行了规划。最后通过各项实物实验验证了系统重构和运动的可靠性及结晶理论的可行性。
英文主题词self-reconfigurable theory; self-reconfigurable robot;crystal cell; growth unit; crystal layer growth theory