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。

变形六轮腿式机器人越障性能分析与结构优化设计

为了提高移动机器人的越障能力,提出了一种变形六轮腿式移动机器人总体结构,分析了其越障原理及机器人越障时前腿机构的运动特性要求。利用多体动力学仿真软件Adams,建立了前腿机构的参数化模型,分析了前腿特征点在越障过程中的运动轨迹变化。提出了前腿机构越障过程的两个约束条件,以前腿机构越障高度最大为优化目标,对影响机器人越障性能的关键参数进行了优化设计。优化结果表明:前腿机构的越障性能得到了大幅提高,并且满足越障时的运动特性要求,为移动机器人的总体设计与研究奠定了基础。

轮腿式复合机器人设计及运动实现

通过机械结构和控制系统设计,研制了轮式和腿式独立运动的轮腿式复合机器人。应用PWM对机器人的关节控制进行了研究。分析了其腿式运动、轮式运动和轮腿变形的过程,并进行了实验验证。结果表明,研制的机器人具有结构简单、易于控制的特点,解决了现有轮腿式机器人运动时与地面摩擦力不够的问题,具有很好的应用前景。

多运动模式移动机器人的可变形轮腿运动学分析

提出了运用变形关节将腿式与轮式两种运动方式相结合的一种多运动模式新机构,构建了多运动模式移动机器人的可变形轮腿坐标体系,分析了可变形轮腿的运动学特性,建立了其运动学模型,并进行了求解,应用计算机仿真技术对运动学进行了仿真验证,表明该机构不仅可以平稳移动,提高了移动速度,而且大大增加了多运动模式移动机器人对复杂地面的适应能力。

轮腿式变胞机器人变形结构设计及其动力学分析

小型化机器人在场景使用中存在运动效率、体积大小、复杂结构无法有效平衡的矛盾。提出一种变形轮腿式移动机器人方案,通过对变形轮各类结构特征研究,不断对变形轮机构参数进行优化,设计出一种多四连杆组合的单驱动变形轮机构;同时对机器人力学关系进行参数研究,分析机器人稳定可控条件;利用MATLAB完成对控制器的仿真测试,测试结果证明机器人具备良好的稳定性与可靠性。研究内容对移动式机器人的设计与研究具有重要参考意义。

一种轮腿式复合机器人

针对机器人适应复杂地形的问题,设计了一款新型变形轮结合行星轮的机器人轮腿组合结构,来实现在平整路面工作的同时也适应在阶梯、沟壕等非正常路面工作。该机器人拥有4个独立轮腿运动单元,具有良好的越障性能。通过对其越障结构进行ANSYS性能分析,验证了该结构的合理性。通过比较不同驱动方式的优缺点,确立电机、舵机与车架连为一体的集中驱动方式,规划了其越障过程和前后轮协调步态,以完成行驶和越障等任务。在此基础上,成功设计了一种轮腿式复合机器人。

六足步履式运载机器人的设计

以SolidWorks为设计平台,采用轮腿式结构,根据三角步态原理,对机器人动作进行步态规划设计,设计了一款六足步履式运载机器人。将设计的模型导入MATLAB,分析该机器人在多种模式下的运动干涉与稳定性问题。结果表明,六足步履式机器人能够兼顾腿型机器人与轮式机器人的优点,具备步履式行走、轮式行走的功能,且高度可调节。

面向灾害救援的轮腿变形机器人设计

本文设计了一款面向灾害救援的轮腿式变形机器人,其具有轮式滚动和腿式行走可相互转化的显著优点,具有广阔的应用前景。本文首先提出了全局的总体方案,包括技术路线和系统组成,其中系统分为机械系统和控制系统,机械系统包括了驱动系统、转动轮、操作臂和底盘;然后针对关键变形过程展开了详细的论述,设计了具体的变形方法和转动轮的具体结构;其次系统性的陈述了包含驱动系统、转动轮、底盘和机械臂在内的四部分子系统;最后对本文进行了总结和展望,提出了本文的创新点和不足之处。本文设计的轮腿式变形机器人具有灵活性好、适应性强的特点,在商业发展和军事领域等不同方面展现出了深厚的发展潜力。

基于折纸原理的可变形轮腿机构设计分析

本研究提出了一种新型的可变形轮腿机构,旨在解决传统轮式机器人环境适应性有限的问题。首先对折纸单元运动规律分析以确定折纸单元几何参数,在此基础上设计了轮腿机构,进而设计传动系统实现单一电机控制四个轮腿同时变形。通过仿真和样机实验评估了该机构的变形能力和越障性能。实验结果表明,所设计的轮腿机构能够有效地在轮式和腿式模式之间转换,且具备2.18倍于轮径的极限越障能力,显著提高了机器人在不同地形下的适应性。

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,这些运动形式均采用相同的动力源,实现多足切换,通过不同高度的空间,在曲柄与机架共线时进行移动模式切换,实现倾倒后恢复。然后,分析了机器人的移动性能,得到腿式模式下的平均越障能力和两种模式下的平均速度比。建立虚拟样机模型,完成了机器人平地行走、越障、转向和模式切换仿真试验。研制一台样机,进行了两种模式下的移动试验,验证了机器人方案的可行性。