● 摘要
在可重构机电系统研究领域中，单元模块的自主对接是一个基本且复杂的问题，其中，自主对接对于自重构机器人的自主重构和分解意义重大。这种机器人系统由许多独立模块组成，这些模块可以通过自主相互连接改变机器人的构形（例如外形与尺寸），实现不同拓扑结构之间的转换，以适应周围环境、完成指定任务等要求。本论文结合国家高技术研究发展计划（863 计划）——“小型野外移动多机器人自重构技术研究”项目，围绕如何实现多机器人系统的自主对接功能展开研究。文章首先对国内外研究现状进行了分析，将自主对接类型分为模块内部对接与模块之间对接，；自主对接过程划分为全局导航定位、局部位姿信息检测、运动轨迹规划和盲接四个环节。在介绍平面对接机器人平台的同时，对其对接机构的盲接允许偏差进行了测算。依据测算结果，选择超声波作为局部位姿检测传感器，并设计了测距系统，还搭建了数字式相对位姿检测平台对其进行了误差分析，验证了可行性。本论文创造性的提出了基于超声波传感器的自主对接算法，并进行了深入的理论分析与大量的实验，证明了该算法的可靠性，对于自重构移动机器人平面及空间自主对接问题提供了切实可行的解决思路。