空间应用中的模块化可重构机器人

机器人是类似人或动物的自动机电装置，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．近期机器人技术的趋势一直在开发先进的机器人，如外科机器人是用于手术的远程操纵器（特别是锁孔手术），行走机器人大多是通过步行，微大和纳米杆的多腿的移动机器人是微观的，这些纳米机器人或者是用于人体治疗疾病的纳米设备，这些漫游者是带有轮子的机器人，用于在其他星球上进行太空探索。通常，用于太空应用的机器人是自主机器人、模块化可重构机器人或自重构模块化机器人等。

模块化可重构机器人

模块化可重构机器人通常是形态可调的自主运动学装置。在固定形态机器人中，仅能执行驱动、传感和控制等传统任务。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部件连接来改变自己的形状，以便适应新的环境，执行新的任务，并从损坏中恢复。

这些自我重新配置的机器人可以定义为可以基于它们必须通过的路径来改变它们的形状的机器人。例如，如果机器人必须穿过窄管，那么它将自身重新配置蠕虫的形状，如果它必须穿过不均匀的地形，那么它将与腿上的蜘蛛重新配置其形状。如果有一个平坦的地形，那么它将自身重新配置为像快速运动的球形结构。

这些可重构的机器人再次分为基于设计的两种类型。如均匀的模块化机器人系统包括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。一个异构的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，执行所需的任务。

空间应用中的可重构机器人

作为对其他星球的研究的一部分，许多国家经常发动几颗卫星或太空任务，以研究行星的条件和特征。因此，为了获得长期数据，正在推出长期空间任务，并且这些长期空间任务通常是自我重新配置的系统。

这些自我重新配置的机器人能够在任何损害的情况下处理不可预见的情况和自我修复。我们知道空间任务是巨大的，大规模约束，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都只执行一个特定的任务。

到目前为止，人类所踏足的除了地球以外只有月球。然而，用于空间应用的模块化机器人正在许多其他星球上发射。一系列被送往火星的着陆器、操纵器、轨道器和漫游者是用于太空应用的著名机器人。

机器人和漫游者

有各种类型的任务是由关节机器人在太空中执行。在空间中维修设备的过程称为空间操作，这是由铰接式机器人完成的。Polybot非常适合空间站或卫星的维护和检查。机器人操纵器被投射到空间或其他行星上，以模拟人类的操作能力。它们通常被放置在自由飞行的航天器或其他航天器的轨道上，在空间飞行器、行星着陆器和探测车中获取样本。

机器人流浪者被预测用于定位用于模拟人类运动能力的行星。它们经常定位在地面行星表面上，小太阳能系统、航空机器人(行星大气层)、水机器人(冰层)和水机器人(液体层)。

自动化设计和优化

模块化可重构机器人或模块化机器人系统与软件工具相结合，以协助选择和设计最佳的形态和控制结构，以执行每个特定的任务。尽管在可预测的未来，这种设计的许多特征将不可避免地依赖于人类智能，但其他特征对于自动化设计和优化是默认的。所有用于空间应用的可重构机器人的设计必须能够承受发射压力、空间辐射、真空、行星分布和行星环境(使用可重构机器人的行星或目标行星)。

可重构机器人的设计有两种类型:基于晶格的设计和基于链的设计。

在基于晶格的设计中，重构是容易的，但很难产生运动，这种设计需要更多的连接器和驱动器。

在基于链的设计中，重构困难，刚度不足，但容易产生运动。

模块化可重新配置机器人仿真

利用c++开发了一个基于物理的软件仿真环境，方便用户利用各种类型的模块构造可重构机器人。附加的模块类型添加了兼容的连接器，以扩展模拟。

自重构模块化机器人实例

模块化变压器是常用的可重构机器人之一，这些M-TRAN模块被用来形成三维结构(可以改变自身的配置，也可以生成小型机器人)、多自由度机器人(可以灵活移动)、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模块的内部框图，由锂离子电池，非线性弹簧，电源电路，主CPU，加速度传感器，永磁体，SMA线圈，连接板和PIC组成。

这些可重构的机器人用于太空应用，以实现电信提供等特定目标，以用于数据返回，军事可行性和地球的观察导航的目的．

还有许多其他基于机器人的项目和应用:

• 超声波障碍物感知机器人车辆
• 机器人车辆移动的手机
• 由电视遥控器操作的机器人车辆
• 轨迹传感机器人车辆运动
• 消防机器人
• 语音控制机器人车辆
• Pick N Place机器人Android无线控制
• 金属探测器机器人车
• 自动地铁列车之间的车站
• 射频控制机器人车辆
• 基于触摸屏的远程控制机器人车辆

希望本文提供有关在空间应用中使用的模块化可重构机器人的简要信息。有关更多信息基于机器人的电子项目你可以在下面的评论部分提出你的问题。

照片学分

• 模块化可重构机器人AsmigitalCollection.
• 应用于空间的机器人机器人
• 机器人机械手的Icc欧洲杯四强竞猜平台robotics.
• 基于网格的男性可重构机器人设计csail.mit
• 基于链的可重构机器人设计Wikimedia
• 模块化变压器模块unit.aist
• M-TRAN模块内部图slidesharecdn