一种新型的机器人移动结构.pdfVIP

维普资讯 第39卷第4期 机 械 工 程 学 报 Vo1．39No．4 2003年 4月 CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGNI EERNI G Apr． 2003 一 种新型的机器人移动结构水 苏学成 樊炳辉 江 浩 李贻斌 (山东科技大学机器入研究中心 济南 250031) 摘要：给出一种四周履带式或四周轮式的机器人移动机构。以蛇形机器人为例，则是在它的顶面、底面和二个 侧面均安装有履带或轮式移动机构。该机构的特点是在机器人发生倾翻、侧面碰到障碍物或走在 “V”形路面上 的情况下，均能继续移动。这种结构也可应用到其他移动机器人上。 关键词：机器人 新型移动机构 中图分类号：TP242 0 前言 1 新型移动机构 现有的移动机器人都是在它的一个面(即底面) 给出了四周履带式和四周轮式2种新型移动机 装有移动机构 【一，也即只有当这个移动机构着地 构，并被实践证明是可行的。 且侧面不着地或不受阻碍时才能移动。尽管也有诸 1．1 四周履带式蛇形机器人 如 “月球车”的轮式移动机构，履带的几何形状可 这种机器人由多节车体串联构成，就像一列火 变 【、多履带组合且履带空间位置可变 【】等多种适 车，每节车体(沿纵向)的4个面上(即顶面、底面和 用于崎岖道路的移动机构，但它们在本质上仍属于 二个侧面)都装有履带，故称为 “四周履带式蛇形 仅底面有移动机构的类型。如果路面崎岖导致机器 机器人”。根据 4个面上履带的布置格局和数量不 人翻滚，或路面呈 v 字形严重倾斜并导致侧面也 同，每节车体上的履带形式又分为八履带式和四履 着地，或路径为弯曲的孔洞，现有机器人就不适应 带式两种。 了，而这种 “路”在探险、探测、救灾、特别是在 1．1．1 八履带式 军事应用中是极为常见的。因为在这些应用中，当 车体的4个面上，每个面都独立地装有二条互 机器人从高处翻滚下来时，很可能是带移动机构的 相平行的履带，每条履带的运动都是独立控制的。 一 面不着地而无移动机构的一面着地，这时它就无 其结构和布置如图 1所示。每条履带实行独立控 法继续移动了；或者，路面倾斜严重，例如在倒塌 制，这是为了保证机器入能灵活的移动。即当机器 建筑物 内的倾斜板块上，机器人在移动过程中可能 人直线移动时，可控制着地的2条履带同步运动； 会侧向下滑，致使两面同时着地，由于侧面无移动 当需要拐弯时，可控制着地的2条履带，使其一快 机构而受阻，它也无法继续移动；如果机器人是在 一 慢，实现灵活地拐弯；当机器人沿斜坡下滑至坡 一 个弯曲严重的孔洞 内移动，其侧面经常碰到障碍 底并导致底面和一个侧面同时着地时，可控制2个 物，上述情况 自然也会经常发生，它同样也难于继 着地面的履带一起运动，有效地消除了传统的蛇形 续移动；特别是军用微小型移动机器人，如果它是 机器人在这种状态下被卡住的现象；当在凹形的 用某种投掷方式投到敌方地面的，那么它更会发生 “路”上移动时，可控制底面和2个侧面的6条履 上述情况。因此给出能适应于上述应用的机器人移 带同时移动，也克服了两侧被卡住的现象；当机器 动机构是十分必要的。为此，给出一种四周履带式 人翻滚9O。的奇数倍时，则机器人的一个侧面着地， 和四周轮式的机器人移动机构。由于这种移动机构