轮履变结构反恐机器人设计及运动学分析.pdf

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1、轮履变结构反恐机器人设计及运动学分析付宜利，李海泓，张福海(哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，黑龙江哈尔滨l50001)DesignandKinematicAnalysisofAnti——terrorismRobotWithWheel——trackedVariableStructureFUYi—li·LIHai—hong．ZHANGFu—hal(StateKeyIaboratoryofRoboticsandSystem，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)摘要：针对轮履复合式

2、反恐机器人轮和履带分simulatetheobstaclebasedonthekinematicanaly—开设计，结构不紧凑的问题，提出一种轮履变结构反sisoftherobot，sotheclimbingobstacleperform—恐机器人新型机构设计。轮式移动和履带式移动可anceoftherobotisverified，whichalsoprovides相互转变，使机器人具有机构可重构的特点，从而使theoreticalbasesforthefunctionexpansionand机器人体积减小，结构更加紧凑，既能采用轮式方式pro

3、doftherobot．快速移动，又能采用履带方式进行越障。通过对机Keywords：wheel—trackedvariablestructure；器人进行运动学分析和在RecurDyn软件中进行越anti—terrorismrobot；institutionsreconfigurable；障仿真研究，验证了机器人的越障性能，同时为后续kinematicanalyse机器人实验研究提供了理论依据。关键词：轮履变结构；反恐机器人；机构可重构；0引言运动学分析中图分类号：TP24进入21世纪，反恐已成为国际共识，世界各国文献标识码：A都十分重视对反

4、恐机器人的研究，反恐机器人已成文章编号：1001～2257(2011)10—0066—04为反恐专业队伍中必不可少的重要装备uj。国内外Abstract：Tosolvetheproblemsofthewheel—反恐机器人主要有轮式、履带式以及二者相结合的trackedcompoundrobotusedinanti—terrorism轮履复合式结构。轮式移动速度快，转弯灵活，但对suchasthewheelandtrackbeingseparatelyde—路面要求较高，特别是在特殊路面如楼梯、山坡等，signed，lesscompactstr

5、ucture，anewdesign轮式都无法胜任[2；履带式越野机动性、爬坡、越沟schemeofanti——terrorismrobotbasedonwheel——等性能优于轮式，缺点是结构复杂、成本较高和减振trackedvariablestructureispresentedinthispa性能差；轮履复合式既可以充分发挥轮式的快速per．Wheeledmobileandtackedmobilecanbe性，又可以突出履带式良好的地面适应性。缺点是turnedintoeachother，whichmakesitsmechanism车轮和履

6、带分开设计、结构不紧凑、体积较大和控制reconfigurable，lessvolume，morecompactstruc—复杂。针对轮履复合式反恐机器人的不足，提出一ture．Itcantonlymovefastbywheel，butalso种轮履变结构反恐机器人新型机构设计。navigateobstaclesbytrack．RecurDynisusedto轮履变结构反恐机器人结构设计收稿日期：2O1104—26设计思路是通过轮履变结构车轮来实现机器人[13]BandyopadhyayB，DeepakF，KimK—S．IntegralO344

7、7—3，2O09SlidingModeBasedCompositeNonlinearFeedbackControl[M~．chapterofthebookSlidingModeCon—作者简介：杨扬(1986一)，男，辽宁大连人，硕士研究生trolUsingNovelSlidingSurfaces．ISBN978—3～642研究方向为机器人技术·66·《机械与电子》2O1l(10)恐机器人设计及运轮式移动和履带式移动之间的相互转化，其三维模面的辅助轮来撑开弹性履带，让机器人采用履带方型如图1所示，靠车轮内部的打开机构来撑开或收式前进；当摆杆收回

8、到外轮内部时，则弹性履带在弹回外侧的弹性履带。将轮式移动和履带式移动进行力作用下会随之收回，让机器人采用车轮方式前进。复合，使机器人具有机构可重构的特