摘要:针对单人无法独立完成的操作任务,需要额外辅助的需求,提出并研制了一种模块化、可重构的外肢体机器人,该机器 人由多个结构、功能相同的基本模块单元串联组成。 为了实现模块化外肢体机器人的模块连接配置与变形重构能力,分析了基 本模块单元的结构、功能需求,根据需求设计了基于舵机驱动的模块单元。 每个模块单元由两个楔形子模块共轴相互转动构 成,形成一个转动自由度。 设计了基于磁铁吸附的机械连接机构,可以实现两个模块间的快速连接与分离;提出了双排金属触 点间隔错位连接方法,保证两个模块单元间实现可靠的电气系统连接。 划分了双模块串联条件下 4 种不同的连接方位,得出了 外肢体机器人的构型配置种类与串联模块个数关系。 面向具有任意模块个数、不同连接方位的外肢体机器人,建立了基于虚拟 转轴的模块化外肢体机器人通用正向运动学模型。 对基本模块的转动能力、承载能力、快速连接能力以及外肢体机器人在焊接 过程中,辅助操作人员夹持导线、递送电话等能力进行了试验,验证了所提出的新型模块化外肢体机器人的辅助能力。