空间应用中的模块化可重新配置机器人

机器人是一种类似人类或动物的自动化机电装置,由电子线路或计算机程序控制。有不同类型的机器人被用于不同类型的应用程序。机器人技术的最新趋势是发展先进的机器人,例如外科手术机器人是用于外科手术(特别是钥孔手术)的远程操纵器,步行机器人大部分是多腿的,能够通过步行来移动,微型机器人和纳米机器人是微观的,等等纳米机器人或者在人体中用于治疗疾病的纳米器件,这些流浪者是带有轮子的机器人,用于走在其他行星上进行太空探索。通常,空间应用中使用的机器人是自主机器人,模块化可重新配置机器人或自我重新配置的模块化机器人,等等。

模块化可重构机器人

模块化可重构机器人一般是形态可调的自主运动装置。在固定形态机器人中,只有驱动、传感和控制等传统的任务才能完成。但是,自重构机器人或模块化可重构机器人能够通过重新组织它们的部件连接来改变它们自己的形状,以适应新的环境,执行新的任务,并从损坏中恢复。


模块化可重构机器人
模块化可重构机器人

这些自重构机器人可以定义为能够根据所经过的路径改变其形状的机器人。例如,如果一个机器人要穿过一个狭窄的管道,它就会把自己重新配置成蠕虫的形状;如果它要穿过一个不平坦的地形,它就会用蜘蛛般的腿重新配置自己的形状。如果有一个平坦的地形,那么它就会重新配置成一个类似球的结构,以便快速移动。

这些可重构机器人根据设计又分为两类。如齐次模组机器人系统组成几个模块用类似的设计形成一个结构,以便执行所需的任务。一个异构模块化机器人系统由几个不同设计的模块组成,每个模块执行特定的功能,这些模块被用来形成一个结构来执行所需的任务。

可重构机器人在空间中的应用

作为对其他行星研究的一部分,许多国家经常发射几颗卫星或太空任务来研究行星的状况和特征。因此,为了获得长期数据,长期的空间任务正在发射,这些长期的空间任务是典型的自重构系统。

这些自重构机器人能够处理不可预见的情况,并在任何损坏情况下进行自我修复。我们知道太空任务是巨大的和质量受限的,所以如果我们使用可以执行多个任务的自配置机器人,而不是多个机器人每个只执行一个特定的任务。


用于空间应用的机器人
用于空间应用的机器人

到目前为止,人类已经踏上行星地球只是月亮。虽然,空间应用中使用的模块化机器人正在许多其他行星上发起。一系列着陆器,操纵器,轨道和送到火星的船只是空间应用中使用的着名机器人。

机器人操纵器和流浪者

有各种类型的任务,通过空间中的铰接机器人执行。为空间中的设备或设备提供维修的过程称为空间操作,该空间操纵由铰接式机器人完成。Polybot适合空间站或卫星维护和检查。机器人操纵器被投射用于在空间或其他行星上定位,以模仿人类操纵能力。它们通常位于自由传单航天器上或其他航天器的轨道调整,在太空车辆,行星着陆器和用于获取样品的流浪者内。

机器人机械手
机器人机械手

机器人漫游者计划在行星上定位,以模拟人类的运动能力。它们经常被安置在类地行星表面,很小太阳能系统,Aerobots(行星大气压),Cydrobots(冰层)和水合(液体层)。

自动设计和优化

模块化可重新配置机器人或模块化机器人系统与软件工具相结合,以帮助选择和设计用于执行每个特定任务的最佳形态和控制结构。虽然这种设计的许多特征都将不可避免地取决于人类智能的可预测的未来,但其他特征是自动化设计和优化的默认。在太空应用中使用的所有可重新配置机器人必须设计成使得能够在发射应力,空间辐射,地球的空间,真空,行星分布和环境中生存(将可重新配置机器人或目标行星上使用的行星)一起存活。

可重构机器人的设计有两种类型:基于网格的设计和基于链的设计。

基于格子的男性可重构机器人设计
基于格子的男性可重构机器人设计

在基于网格的设计中,重构很容易,但很难产生运动,而且这种设计需要更多的连接器和执行器。

基于链的可重构机器人设计
基于链的可重构机器人设计

在基于链的设计中,重新配置很硬并没有足够的刚度,但很容易产生运动。

模块化可重构机器人仿真

使用C ++开发了一种基于物理学的软件仿真环境,其促进了使用各种类型的模块构造可重新配置机器人的用户。添加其他模块类型,其中包含兼容的连接器,可扩展模拟。

自我重新配置模块化机器人的实际实例

模块化变压器模块
模块化变压器模块

模块化变压器是一种常用的可重构机器人,这些M-TRAN模块可以形成三维结构(可以改变自身结构,也可以生成小型机器人)、多自由度机器人(可以灵活移动)和变形机器人。这种模块化变压器由两个执行器和电池组成。

M-TRAN模块的内部图
M-TRAN模块的内部图

M-TRAN模块内部框图,由锂离子电池、非线性弹簧、供电电路、主CPU、加速度传感器、永磁体、SMA线圈、连接板、PIC组成。

这些可重构机器人用于空间应用,以实现具体目标,如提供电信服务、在地球上空进行数据返回观测、军事可行性和188金宝搏登录网址导航目的

还有许多其他基于机器人的项目和应用:

希望本文能对模块化可重构机器人在空间应用中的应用提供一些简单的信息。有关基于机器人的电子项目您可以通过在下面的评论部分发布查询来接近我们。

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4评论

  1. 哈米德Safikhani 说:

    嗨Mr.Agarwal

    我是电气工程专业的学生。188bet在线体育我对微控制器项目感兴趣。我可以有一个教育目的的项目吗?
    谢谢你!

  2. 查找建议 说:

    感谢Finallly谈论>空间应用中的模块化可重构机器人Userd

    1. 塔伦阿加瓦尔 说:

      你好,谢谢你的感激。
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