一种轮腿式越障机器人的设计与分析

针对轮腿式越障机器人,设计了一种新型可变结构的车轮,使得机器人可以在轮腿之间切换。介绍了可变结构的车轮的工作原理,在Pro/E中建立了三维模型;对车轮的展开范围进行了理论分析。为了验证分析结果,在ADAMS中对车轮的展开过程进行运动仿真。仿真结果与理论分析结果相近,说明所设计的车轮结构具有可行性。最后分析了该车轮的越障性能,结果表明,当车轮展开后,理论越障高度是展开前的2.2倍,并且成功攀越了200 mm高的台阶,表明该车轮结构具有较高的越障能力,可以应用到轮腿式越障机器人中。     

一种轮腿式越障机器人的研究

针对移动机器人在复杂多变地形环境下实现高机动性、强越障等需求,提出了一种被动变形式的轮腿式越障机器人设计方案。该机器人的变形轮转换过程是由外力操作得到的,因此,不需要任何驱动器,减少了机构的复杂性。在完成机器人整体三维建模的基础上,对变形轮的结构、原理及受力情况进行了分析;以变形过程中的触发转矩和展开前后半径之比为指标进行结构优化;分析机器人变形阶段受力情况,并对机器人平台的相关参数进行调整以实现稳定越障;使用Adams软件对机器人变形、越障过程进行运动学仿真,并制作物理样机对整机结构设计的合理性进行了实验验证。     

一种低驱动自由度高越障能力的轮腿式机器人设计

针对轮腿式移动机器人机构控制复杂及越障能力有限等问题,通过对六足轮腿式机器人行走规律进行分析,创新性地设计了一种空间多平行四边形的双自由度连杆机构,该机构有效地降低了行走机构所需的驱动电机数量,优化了轮腿式机器人的机构控制.面向不同的地形状况,对机器人各行走轮进行协同控制设计,构建出多种越障模式,以增强机器人的越障能力...     

一种可变径轮腿式越障机器人的设计与研究

针对地面移动机器人在非结构化地形中越障存在的局限性,提出一种基于平面齿轮连杆杆组的可变径轮腿式越障机器人的设计方案。首先对越障机器人的变径机构在轮式和轮腿式两种模式之间的变换原理进行了介绍。当遇到障碍物时,变径机构可依据障碍物的高度来变换模式从而进行越障运动。在此基础上通过计算其变形比以及运动学分析仿真,验证了该变径机构设计的合理性、较强的越障能力和模式变换时的可靠性和稳定性。其次通过构建力学模型来分析两种模式下机器人的越障能力,得出其在不同模式下的极限越障高度。最后,基于ADAMS软件对机器人在单台阶、连续台阶以及复杂路面时的越障能力进行运动仿真。结果表明该越障机器人在面对不同工况时都具有较好的越障能力,验证了设计方案的可行性。     

新型轮腿式地面移动机器人的结构设计与运动特性分析

依据平行四边形悬挂机构的运动特性设计的轮式移动机器人具有良好的越障性能,通过结合摆臂和行星轮机构而设计的新型轮腿式地面移动机器人克服了原有机器人不能跨沟的缺陷,对外界非结构化的路面环境具有良好的适应能力。详述了该新型轮腿式机器人的结构特点,对该机器人的运动特性进行了分析,并利用拉格朗日方程建立了该机器人越障状态下的动力学模型。采用一组可行的结构尺寸,利用ADAMS软件建立虚拟样机模型验证了该地面移动机器人的可行性。     

轮腿式爬楼梯移动机器人的设计及运动特性分析

针对非结构化复杂环境对移动机器人的运动要求,结合轮式和腿式移动机构的优点,设计了一种高效、稳定的轮腿式爬楼梯移动机器人。设计了机器人的主要结构,分析了机器人的稳定性及转向性能。平地行走、转向、越障、上下楼梯等实验结果表明:设计的轮腿式爬楼梯移动机器人结构简单,运动灵活,控制方便,控制精度高,不需对运行步态进行预先规划,它不仅可以在崎岖不平的环境中实现快速行驶,而且实现了快速稳定的爬楼梯功能,具有很强的越障能力和环境适应能力。     

一种轮腿式越障机构的优化设计

通过研究一种针对阶梯型障碍物的越障模型,设计了一种基于该越障模型的尺寸最优设计算法。通过试值法,实现了按照设计者的要求,自动计算出最优的机械脚尺寸,使得机构的越障效率达到最高。通过实验验证了算法的可行性,使用Matlab编写了用户图形界面,在用户设置障碍物的几何参数和电机性能参数后就可以输出最优的机械脚尺寸及越障时间。有效地提高了此类越障模型的设计效率,为模型的参数设计提供了一种优化方法。     

一种轮腿式变结构移动机器人研究

提出一种新型的轮腿式变结构移动机器人.将四足哺乳动物腿式运动方式与轮式机构相结合,实现了轮式、腿式、轮腿结合等多种运动模式.在对机械本体结构分析的基础上,阐述了各种运动模式的运动学模型和步态生成方法.开发了主控计算机人机交互系统和基于ARM和DSP的嵌入式运动控制系统,采用无线以太网建立控制、反馈通道,实现了机器人的遥控/半自主运动控制.实验表明该机器人具有较强的非结构环境适应能力.     

可变形轮腿式机器人行走机构设计与研究

针对当前轮腿式越障机器人的局限性,设计了一种新型的车轮可变结构机器人,该机器人可以在轮腿之间自如切换。介绍了可变结构车轮的工作原理,该机构在平坦地面上运动以轮子模式行走,当遇到障碍物切换为类花瓣模式越过障碍。对车轮在两种模式下的直行与转弯过程进行理论分析,建立了运动学仿真模型,并对模型进行求解。为了验证分析结果,采用Adams软件对车轮的越障过程与复杂路面行走进行了运动仿真。仿真结果表明,设计的车轮结构可行性较高,具有轮式机构的稳定性,同时具有腿式机构较高的越障能力,使机器人可以适应多种复杂的路况环境。     

六轮腿复合型移动机器人越障分析及机构设计

面向无人化复杂野外环境考察及勘探的需求,以设计具有良好的机动性、通过性的自动勘察机器人为目标。进行了六轮腿复合型移动机器人本体的抗倾翻能力分析;选取了两种典型障碍沟和坎,对六轮腿复合型移动机器人本体的越障过程进行构型分析;进行了六轮腿复合型移动机器人本体的机构设计研究,重点设计了一种可以主动转动又能被动柔顺的轮腿复合移动机构;进行了机器人性能测试试验,验证了机器人本体的可靠性和实用性。     

基于球齿轮的轮腿移动系统单侧越障过程运动学研究

单侧越障是轮腿复合移动系统在复杂地形行进过程中一种经常性的运动形式,针对一种新型轮腿式移动系统,分析了其在保持主体姿态情况下的单侧越障运动条件,并对两种典型的障碍情况进行了运动约束分析和运动参数推导计算,据此总结了该轮腿系统单侧越障运动参数计算的一般过程,给出了部分运动参数计算结果曲线,最后,就系统在运动过程中的一些实际问题进行了分析。     

轮腿复合式变位越障机器人结构构型与典型运动过程分析

针对非结构环境的特性,提出一种适用于非结构环境的新型轮腿复合式变位越障移动机器人。这种移动机器人创新点在于机器人通过自身的变位变形不需要辅助即可实现将负载运送到高度差较大的升高表面上来实现大越障,比如完成跨越台阶、进入车子等一系列动作,并且可以保持机器人负载平面始终与地面平行,具有很强的环境适应能力和越障能力,本文中主要对该移动机器人在非结构环境下的斜坡行走、上下台阶、越沟功能进行运动性能分析。     

一种新型小型地面移动机器人的结构设计和越障性能分析

传统的以轮式底盘运行的小型地面移动机器人运行效率高、速度快,但是越障能力差。利用平行四边形连杆机构和行星轮传动机构的特点,并将这两种机构应用于被动越障地面移动机器人的结构设计,能有效提升轮式小型地面移动机器人的越障能力。一定程度上,这将避免由于连杆机构出现死点而导致失效的情况发生。详述了该地面移动机器人的结构,将其越障过程动作分为不同状态,求解了其结构尺寸需要满足的约束条件,并给出了一组可行的结构尺寸。最后利用ADAMS软件针对设计尺寸建立新型小型地面移动机器人的虚拟样机模型,通过仿真实验验证该地面移动机器人的可行性及其卓越的越障能力。     

一种新型轮腿式机器人设计与分析

设计了一种结构简单、承载能力强、越障性能好的新型轮腿式机器人——rolling-wolf。该机器人采用滚珠丝杠驱动轮腿运动,有效改善了以往轮腿式机器人的力学性能,提高了系统的承载能力以及轮腿机构的稳定性。首先将所设计的rolling-wolf和普通关节式轮腿机器人的力学特性进行了对比分析,分析结果表明rolling-wolf轮腿机构在力学特性上具有优越性。然后建立了rolling-wolf的运动学模型,并使用MATLAB对三种不同结构的rolling-wolf的轮腿运动包络域进行了求解。最后,根据对不同结构的rolling-wolf运动特性分析结果,选择了具有最佳运动特性的轮腿机构,完成了机器人整体结构设计。     

一种新型可变形轮腿式机器人的设计与分析

提出一种新型可变形轮腿式地面移动机器人,采用相同动力源实现轮式和腿式两种移动模式.将Chebyshev机构与平行四边形机构结合,提出了具有两种单自由度运动形式的单环闭链2RP3R变胞机构,进行了构型设计和运动学分析.将2个单环闭链变胞机构构造成轮腿式移动模块,进而构建一种可变形轮腿式机器人.机器人具有256种运动形式,...     

小型轮腿复合式越障车轮的设计与改进

为适应复杂地形的越障作业需要,设计出一种新型的轮腿复合式越障车轮。首先,对所设计机构的工作原理进行了介绍;其次,在三维设计软件SolidWorks中建立了轮腿复合越障车轮的三维CAD模型;最后,利用ANSYS软件对所设计的轮腿复合式越障车轮进行了受力分析,根据分析结果,对相关零件的结构进行了改进。对照改进前后的ANSYS受力分析结果可知:改进设计后,既减轻了质量和降低了转动惯量,又满足越障时的受力要求。     

轮腿式移动机器人越障运动学建模与仿真

根据轮腿式移动机器人的结构特点,以闭链坐标变换和瞬时重合坐标法为基本工具,详细推导了移动机器人的正、逆运动学模型,分析了相关的运动学特性,克服了单纯使用D-H规则描述移动机器人运动状态的局限性,使得移动机器人的运动状态能够用可控量予以表示,仿真证明了建模的有效性和正确性.     

球齿轮型轮腿复合移动系统越障运动学分析

针对一种基于球齿轮的轮腿复合移动系统,提出了跨越台阶障碍的基本运动策略,将跨越台阶障碍过程分为搭接、攀爬两个阶段,分别给出了运动方式,推导了相应的运动学公式,并利用计算机数值仿真的方式,对系统跨越台阶障碍的运动进行了模拟,计算出了运动过程参数,验证了运动策略,为系统全地形运动模型的建立提供了依据,也为对系统后续的动力学和运动规划的研究与仿真打下了一定的理论基础。     

一种新型的变结构轮/腿式探测车机构设计与分析

提出了一种新的变结构轮/腿混合式探测机器人的设计思想.这种探测机器人综合了腿式和轮式机器人的优点,并结合可变宽(窄)的车身机构,使这种机器人可以更好地适应复杂的探测环境.文章中对此变结构机器人的结构设计进行了详细的阐述,又对机构自由度进行了分析,并且给出了几种典型的变形构态.