● 摘要
智能机器人在近几年进入蓬勃发展期，在2014年中国取代日本成为世界上使用机器人数量最多的国家。然而，在机器人设计方面仍然存在着很多技术瓶颈。由于机器人的硬件结构和控制软件环境与功能针对性比较强，很难进行重复使用，设计者在这些方面浪费了大部分的人力和物力。另一方面，移动双臂机器人由于灵活度高，可操作性强，功能丰富，在工业和服务业领域获得了较大范围的使用。
为减小机器人设计的耦合度，增加机器人构件的重复利用率，实现机器人设计过程中软件模块化和硬件模块化，搭建面向工业和服务业领域的机器人平台，开发了基于模块化构件的移动双臂机器人集成设计方法。
首先，开发了两种模块化关节，关节与系统之间采用CAN总线通信。根据不同的功能要求，这两种关节可以搭建不同的机械臂构型和移动底盘结构，大大提高了机器人的开发效率。
其次，设计了混合机器人操作系统RGMP-ROS，将非实时的ROS机器人操作系统与实时的Nuttx操作系统集成到RGMP混合系统软件框架下，可以支持在多核控制器平台上同时运行，并且各自拥有相对独立的硬件资源。在混合操作系统框架下，用户可以很方便地根据不同的应用场合，将模块化硬件和模块化软件有效地整合到一起。同时，还支持分布式处理和交互，为开发大型复杂机器人应用提供了便利条件。
最后，在混合操作系统框架下，针对模块化移动双臂机器人，实现了软件功能模块化。实现了机器人的三维建模仿真、运动学解算、在线示教、激光雷达导航和实时控制。另外，操作系统内还有不同的传感器接口和功能软件包，用户可根据自己需求进行开发。
经过在移动双臂机器人平台上的测试，验证了系统的实时性，证明了机器人运行的平稳和快速性，同时具有较高的精度。因此，基于模块化构件的移动双臂机器人具有较高的实用价值。