轮履复合式移动机器人功能分析.pptVIP

轮履复合式移动机器人功能分析;一、引言;相对较大，腿式移动机构基本上是模仿人或动物的下肢机构形态而制成的。因其出色的地面适应能力和越野能力，曾经得到很多机器人专家的广泛重视，在其开发和研制上投入了大量的时间和精力，也取得了较大的成果。腿式机器人虽然具有较强的越野能力，但结构比较复杂，运动控制的难度较大，而且移动速度较慢。 轮式移动机构具有运动速度快、能量利用率高、结构简单、控制方便和能借鉴至今已很成熟的汽车技术等优点，只是越野性能不太强。轮式结构按轮的数量分可分为二轮机构、三轮机构、四轮机构、六轮以及多轮机构。二轮移动机构的结构非常简单，但是在静止和低速时非常不稳定。三轮机构的特点是机构组成容易，旋转中心是在连接两驱动轮的直线上，可以实现 零回转半径。四轮机构的运动特性基本上与三轮机构相同，由于增加了一个支撑轮，运动更加平稳。以上几种轮式移动机构的共同特点是它们所有的轮子在行驶过程中，只能固定在一个 ; 平面上，不能作上下调整，因此，地面适用能力差。一般的六轮机构主要就是为了提高移动机器人的地面适应能力而在其结构上作了改进，增加了摇臂结构，使得机器人在行驶过程中，其轮子可以根据地形高低作上下调整，从而提高了移动机器人的越野能力。 在分析了移动机器人系统的各种移动机构及其适应环境能力的基础之上，且根据所要设计的机器人的工作环境(室外复杂地形环境)而设计了一台轮履复合式移动机器人系统。利用轮子实现高速远距离运动，利用4条单独摆动的履带腿提高其越障能力和环境适应性。 主车体采用传统的轮式行走机构，后轮驱动，前轮为引导轮。机器人将根据地形调整姿态，采用对称结构，由4个运动单元和车体构成三节式结构。前面两个运动单元包括一个履带腿机构和一个从动轮机构。后面两个运动单元包括一个履带腿机构和～个驱动轮机构。车轮驱动采用后轮差速驱动，;分别由两个电动机经减速器传动至驱动轴。四条履带腿均配置在车轮内侧，不仅能够实现履带自身的旋转运动，而且绕驱动轮中心轴摆动。中间部分是机器人车体，可装???控制系统、电池及其他各种设备。为保证其能够进入建筑物内并能越过台阶、爬楼梯等越障要求，需要对一般建筑物人口宽度、楼梯的结构尺寸、履带腿长度、履带轮直径、车体长度以及整个机器人的总体尺寸等进行综合考虑，保证其要求的越障能力。这种形式的机器人具有与一般轮式机器人相同的转弯、直线行走等功能；与一般履带式移动机器人有相同的爬坡、越障等功能。此外4个独立驱动履带腿进一步增加了运动的灵活性，使得它对各种地面的通过能力和越障能力进一步提高。 ;二、移动机器人的越障功能分析;2．1爬越斜坡; 通过上述分析，可以根据机器人履带和运动地面的状况来确定一些陡坡是否能够安全爬升，并根据坡度和电机的特性，确定其运动过程最大加速度及爬升陡坡的快速性。;矩，可以保证机器人上楼梯时的初始姿态以及爬越过程。可以控制4个履带摆臂位于同一直线上，增大与楼梯的有效接触长度，保证其上下楼梯时的稳定运动。图6为移动机器人攀越楼梯时的一系列动作序列。;2．3跨越沟槽;3结论