履带式救援机器人行走系统设计.pdf

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1、·电气技术与自动化·荣杰，等·履带式救援机器人行走系统设计履带式救援讥貉人纤志系统设计荣杰，钱瑞明，刘庆龙(东南大学机械工程学院，江苏南京211189)摘要：在分析典型灾难环境的基础上，采用模块化设计思想，提出了一种6自由度四摆臂履带式救援机器人行走系统总体方案和传动系统结构方案。该方案具有可迅速拆卸、方便携带和维修的优点，以及较好的越障性和机动性。基于救援机器人走廊调头和上下楼梯等越障过程的分析，设计了机器人的主要结构参数。以上工作为新型救援机器人实物样机的研制及越障性能的测试奠定了基础。关键词：履带式救援机器人；行走机械系统；模块化

2、设计；传动方案设计：越障过程分析中图分类号：THI2；TP24文献标志码：B文章编号：1671-5276(2011)034)1324)3LocomotiveSystemDesignofTrackedRescueRobotRONGJie，QIANRui—ming，LIUQing—long(SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China)Abstract：Basedonthemodulardesignidea，thelocomotivesystemo

3、veralschemeandthetransmissionsystemstructureschemeof6-DOFtrackedrescuerobotwithfourswingarmsareproposedaccordingtoanalysisofthetypicaldisasterenvironment．Therobothasmanyadvantages，suchaseasytobedisassembled，carriedandmaintained，andgoodobstacle-surmountingabilityandmobili

4、ty．Basedontheobstacle。surmountingprocessanalysisofcorridorandstairs，themainstructuralparametersoftherobotaredesigned．Thea-boveworklaysthefoundationforthedevelopmentofthenewrescuerobotphysicalprototypeandtheobstacle-surmountingtest．Keywords：trackedrescuerobot；locomotiveme

5、chanicalsystem；modulardesign；transmissionschemedesign；obstacle—sur—mountingprocessanalysis0引言1救援机器人行走系统总体方案设计我国是世界上灾难发生最为严重的少数国家之一，具本文提出的救援机器人行走系统本体部分由主体、主有灾害种类多、发生频率高和分布地域广等特点。如果能履带移动机构、摆臂机构3个模块组成，如图1所示。主够使用具有探测救援能力的机器人，通过接受控制中心的体模块将左右主履带移动模块连成一个整体，主要用于安命令，有效地在危险环境中进行搜救

6、或返回有用信息，将装各种传感器、机械臂、控制硬件及电池；主履带移动机构会为营救人员提供最有效的帮助，具有十分巨大的应用模块内部装有传动机构及电动机，用于实现救援机器人的价值。前进、后退以及转向；救援机器人共有四个摆臂机构模块，早在1968年，美国科研人员就开始对移动机器人进均可相对于主体模块独立正反旋转360。，实现多种组合行研究。起初，移动机器人技术主要应用于军事领域的活姿态，以辅助支撑的形式使得救援机器人能平稳地通过各动，例如战场侦察、排雷、防化、信号干扰或直接作战等。种障碍和复杂地形。但随着移动机器人应用领域的拓展以及人们发现灾难

7、现从图1可知，救援机器人的三大模块对称分布，主体场环境与军事战场环境有不少相似之处，这说明军用机器模块位于机器人正中，主履带移动机构模块上下对称，4人在经过适当的改进之后便可推广到灾难救援领域。在个摆臂上下、左右对称。因此，机器人结构对称、紧凑，重现今的救援活动中，已有直接应用在救援领域的移动机器心位于其中心附近，有利于提高机器人平稳性。人，例如加拿大Inuktun公司的机器人(MicroVGTV，Microtrace和Minitraces)、美国Foster—Miller公司提供的2救援机器人行走传动方案设计机器人(SOLEM，Tal

8、on和Urbot)以及iRobot公司的Pack—bot和ATRV。国内已有不少专家学者意识到救援机器人救援机器人行走传动系统由两部分组成：履带转动传的重要性，并在该领域开展了广泛的研究且已有一定成动系统和