轮履复合变体轮的结构设计与动力学仿真分析

提出了一种适用全地形、采用轮履复合技术的新型移动底盘车轮设计方案.分析了变体轮的工作机理,完成了变体轮结构设计,同时根据多体系统动力学理论,应用RecurDyn软件对变体轮底盘车辆进行了仿真分析,验证了其越障性能,并进行了样机试制.试验结果表明,该样机能够通过自变形实现轮式与履带式结构互换,达到车辆行驶过程中高机动性与高通过性相结合的目的.     

新型轮履复合式移动底盘设计与分析

本文提出了一种新型的轮履复合式移动底盘的设计方案,该移动底盘基于一种新型的轮履复合式变体轮技术。完成了对机器人遥控/半自主的嵌入式控制系统的设计,实现了实时性高、可靠性好的控制要求。结合几种典型障碍详细分析了机器人的越障过程和特性,分析表明,该新型轮履复合式移动底盘具有很强的环境适应能力和较高的越障性能。     

轮履复合式安保机器人移动系统研究

提出了一种新型轮履复合式安保机器人的移动系统设计方案,该移动系统的轮履复合结构设计是机器人底盘设计的关键。根据不同工况路面的移动要求,在轮履复合机构的作用下,机器人可实现轮式移动和履带式移动的变换以调整其运动姿态。结合典型的爬楼越障运动详细分析了机器人的越障过程,进而分析了该机器人的尺度综合。最后进行样机试验,试验结果表明该机器人的轮履复合式移动底盘具有很高的机动性和较强的越障性,且可适应多种复杂路况。     

轮履复合式底盘研究综述

首先,总结了国内外主要轮履复合式底盘研究成果;其次,分析了轮履复合式底盘在结构设计、越障性能及运动分析的研究方法;最后,讨论了轮履复合式底盘研究中存在的不足,为后续轮履复合式底盘发展提供理论支持。     

轮履变结构反恐机器人设计及运动学分析

针对轮履复合式反恐机器人轮和履带分开设计,结构不紧凑的问题,提出一种轮履变结构反恐机器人新型机构设计。轮式移动和履带式移动可相互转变,使机器人具有机构可重构的特点,从而使机器人体积减小,结构更加紧凑,既能采用轮式方式快速移动,又能采用履带方式进行越障。通过对机器人进行运动学分析和在RecurDyn软件中进行越障仿真研究,验证了机器人的越障性能,同时为后续机器人实验研究提供了理论依据。     

新型全地形机器人结构设计及越障分析

进行了一种新型全地形机器人的机械结构设计与越障功能分析。该机器人采用轮履复合式的结构设计,并可根据不同路况的要求实现轮式移动与履带式移动的快速变换以调整其运动状态。分析了该机器人通过斜坡和楼梯的越障过程。最后进行Pro/E仿真和实验,仿真及实验结果表明,该机器人可适应多种复杂路况,且具有良好的越障能力和机动性能。     

多姿态轮履复合机器人移动机构设计与分析

对现有传统机器人的移动行走机构进行了研究分析,提出了一种基于变体轮技术的新型轮履复合移动机构设计方案。分别对该变体轮的工作机理和整体结构进行了介绍和设计,并对其整体模型和布局做了简要介绍。比较分析了基于变体轮技术的机器人与传统的机器人,尤其是整体式履带机器人,凸显了较大的优势。着重阐述了该机器人的几种典型运动模式,且对基于四连杆机构的液压伸展臂的运动学做了分析,为机器人的越障动作规划奠定了理论基础。     

一种变体式轮履复合车轮的通过性分析

针对兼具轮式和履带式优点的变体式轮履复合车轮,运用车辆通过性理论,对其在轮式状态下和三角履带状态下的通过性进行力学分析,并利用Recurdyn软件对两种状态下通过凸台进行仿真分析,然后对比仿真结果,验证了三角履带状态比轮式状态有更好的越障能力,体现了变体式轮履复合车轮的越障优越性。     

轮履复合变体轮——双横臂悬架系统运动学分析

提出一种新型轮履复合变体轮—双横臂悬架模块的设计概念,建立了该悬架模块的运动学分析模型。采用空间解析几何方法得到变体轮悬架系统的数值模型,以某型全地形UTV为基础改装变体轮,利用MATLAB对变体轮———双横臂悬架模块进行仿真。并通过变体轮轮式下的ADAMS仿真结果和轮式下的数值解进行对比,验证了模型的正确性。最后,利用该数值模型对变体轮展开为履带式下的悬架系统运动特性进行了分析。仿真结果显示,将变体轮直接改装在UTV上容易出现履带节磨损,履式下转向困难等问题。为变体轮悬架系统进一步的优化设计提供参考。     

一种变电站带电水冲洗机器人的机构设计

针对变电站内部环境特点及作业任务需求,提出了一种平稳性高、越障能力强及环境适应性好的新型带电水冲洗机器人机构。介绍了包含履腿复合机构的履带式移动底盘机构构型,分析了移动底盘的工作机理、行走模式及越障流程。利用DH法建立了折叠式机械臂的运动学模型,分析了机器臂的作业空间。分析与仿真结果表明,机器人移动底盘能够适应台阶、斜面、凹凸路面等多种环境,跨越电缆沟、台阶等多种障碍物,验证了机器人机构设计的可行性、合理性及可靠性。     

基于AMESim的轮履复合式底盘液压系统仿真

轮履式复合底盘的液压系统是在原履带底盘液压系统的基础上改装而成,加装了轮式行走液压回路和轮履切换液压回路.介绍了轮履式复合底盘的液压系统,并阐述其原理.利用AMESim软件,对轮履式复合底盘的液压系统进行建模和仿真.仿真结果表明,轮履式复合底盘的液压系统能满足设计要求.     

轮腿式机器人轮-腿高效移动策略优化

复杂地形下的高效移动策略是轮腿式机器人研制过程中的技术难点。本文在常规移动策略的基础上，通过引入关节空间状态量描述支腿相对于机身的位姿，引入位姿转换量描述相邻时序的位姿状态量间的运动过程，进而建立起移动策略与时间和能耗的数学模型，并以移动时间最短和能耗最低为目标，建立了移动策略的优化模型，通过优化迭代形成轮-腿高效移动策略。复杂地形下的越障仿真表明，机器人采用轮-腿高效移动策略可实现越障功能，与常规移动策略相比，移动时间及能耗均明显降低，验证了轮-腿高效移动策略的有效性。     

全轮转向移动底盘设计及运动控制研究

为实现轮式移动机器人灵活运动的同时提升其环境适应能力,本文提出一种移动底盘结构,采用双功率差速系统实现不同模式动力的分配;采用特殊结构完成四轮独立转向,使底盘转向更加轻松,并实现了转向过程的纯滚动;采用平衡摇臂调整机构来调整底盘摆臂与本体的运动,利用摆臂转动来实现对起伏路面的自适应,加强了底盘的越障能力;分析了移动底盘原理,据此设计对应控制策略,在此基础上加入偏差耦合控制模块,提高多电机转向时的同步协调性能,利用MATLAB仿真验证了控制模块所起到的作用,并对实验样机及控制系统进行了搭建与测试。测试结果表明,本文所提出的结构原理正确可行,底盘越障能力较强,在野外环境也有很强的适应能力。     

轮-履-腿复合式移动机器人的越障分析

针对非结构化环境中轮履机器人越障能力不足的问题,提出一种新型轮-履-腿复合式移动机器人。基于动态位姿变换矩阵建立轮-履-腿复合式机器人运动学模型,针对该机器人特有的前后支撑腿结构,提出一种在非结构化环境下基于履-腿混合运动模式的新型越障方案,并对该越障方案进行约束条件分析,得出其在翻越障碍物时的非线性关系模型。     

助老助残轮履协同移动平台设计及运动分析

针对传统助老助残轮履复合移动平台轮履转换效率低和轮履无法协同作用的问题,提出了一种助老助残轮履协同移动平台。研究了移动平台的轮履转换机构及轮履转换工作原理。对履带与楼梯台阶接触作用进行分析,给出了履带攀爬楼梯台阶不滑移的充分必要条件。结合"轮履协同"和"履带单独作用"两种方式下攀爬台阶与楼梯动作规划,分析了两种方式下移动平台攀爬台阶和楼梯的运动机理,建立了临界状态数学模型,并通过数值仿真,进行了对比分析。结果表明"轮履协同"方式具有更加优越的攀爬能力,说明助老助残轮履协同移动平台具有实用性。     

轮履复合机器人行走机构的设计及运动学分析

提出了一种新式轮履复合机器人的行走机构的设计方案。对机器人行走机构进行了结构设计,设计包括机器人的轮履变体轮的设计及其传动系统的设计。轮履复合机器人在履带式移动和轮式移动之间的相互转变,使得机器人具有在正常路面的高机动性以及在复杂路面的高通过性.同时,机器人还具有机构可重构、体积小等特点。最后,对机器人轮式行走和履带方式行走特别是履带方式越沟壑、爬斜坡、上台阶作了运动学分析,为后续机器人的研究提供了理论基础。     

履带机器人越障能力优化

为提高大负载双履带式机器人越障性能,研究了一种搭载重型机械臂的双履带式底盘结构侦查机器人。拥有机械臂的双履带式底盘结构机器人为提高越障能力,可以通过利用改变机械臂姿态来优化越障性能。通过理论计算和仿真分析,得出了不同姿态履带机器人越障过程中所需转矩,及越障后地面对负重轮的冲击力,得出了履带机器人最优的越障姿态。本研究对其他双履带式底盘结构机器人提高越障性能和优化越障效果提供了重要的依据。     

被动行星爬楼移动平台机构设计及分析

提出一种用于爬楼越障的移动平台,对移动平台的具体结构及爬楼越障能力进行分析。移动平台由4组相同行星轮机构组成。平地行走时,移动平台行星机构在重力作用下平顺行走;爬楼时,行星机构被动抬起从而实现爬楼功能。通过简化力学模型分析移动平台车轮半径与垂直越障高度之间的关系,并用动力学仿真软件Adams对理论分析结果进行对比分析,验证分析结果。通过爬楼实验实际检验了其爬楼能力。     

仿生轮腿式月球车运动学建模与虚拟样机仿真分析

根据动物运动的不对称性,设计了一种新型的仿生轮腿式月球车,其移动机构由4个结构相同的轮腿、车体支架以及转向支架3部分构成。在建立仿生轮腿机构坐标变换模型基础上,对月球车移动机构进行了运动学分析,建立了各跨步杆端部的正向运动学模型。基于COSMOS Motion软件对该月球车进行了运动学仿真,给出了移动机构各关节相对于车体质心参考坐标系下的运动轨迹曲线,并对其越障过程进行了虚拟样机运动仿真。仿真表明:该月球车的车身起伏度较小,可以平滑地完成越障跨步动作。     

轮-履复合被动自适应机器人设计与参数分析

针对地形狭窄、障碍物较高的非结构环境,提出了一种可正反向越障的轮-履复合被动自适应机器人。该机器人由车体模块、尾轮模块和两个左、右对称布置的轮-履复合模块组成。简述该机器人的整体结构和模式转换原理,并详细介绍了其动力传递过程和运动过程。通过建立机器人轮-履复合模块数学模型,分析各构件的运动关系,对轮-履模块的模式转换过程及受力情况进行研究,并研究了轮-履复合模块结构变形过程中履带长度的变化情况。分析结果验证了参数设计的合理性和方案的可行性。