基于adams的救援机器人越障过程分析及仿真

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1、·电气技术与自动化·陈志华，等·基于ADAMS的救援机器人越障过程分析及仿真基于ADAMS的救援机器人越障过程分析及仿真陈志华，钱瑞明(东南大学机械工程学院。江苏南京211189)摘要：基于复杂环境下对救援机器人运动性能的研究需要，提出了一种具有越障功能的六履带式机器人，阐述了其机构设计及其实现，为检验设计方案的有效性，对机器人攀越台阶的过程进行分析，并运用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障的实际过程，验证其越障性能。关键词：救援机器人；越障过程；虚拟传感器；仿真中图分类号：TP242文献标志码：B文章编号：1671—52

2、76(2010)0l-0157-02SimulationandAnalysisofObstacle．climbingProcessofRescueRobotBasedonADAMSCHENZhi—hua，QIANRui—ming(SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing21t189，China)Abstract：Aimedattheresearchonrobotkinematicperformanceinthecomplexsituations，thispape

3、rputsforwardasix-tracksecuri-tyrobotofsurmountingobstaclesandexpoundsthestructuraldesignanditsrealizationinordertoverifytheefectivenessofthede-sign，italsoanalyzestheprocessofrobotpassingthroughaflightofstepsandsimulatestheprocessbasedonADAMS．Theactualprocessofobstacle-n

4、avigationtaskisanimated，andthenthesurmountingobstacleabilityisverified．Keywords：rescuerobot；obstacle-climbingprocess；virtualsensor；simulation全世界每年都遭受着大量自然灾害和人为灾害的破地面环境的适应性，采用主体加两对摆臂的结构方案，其坏。巨大的灾害会造成大面积的建筑物坍塌和人员伤亡，中主体部分配有2根主履带，左右对称，分别由2个电动灾害发生之后最紧急的事情就是搜救那些困在废墟中的机6驱动，通过对

5、此2个电动机转向、转速的控制，实现机幸存者。研究表明，如果这些幸存者48小时之内得不到器人的前进、后退或转弯；两对摆臂共配置4根辅助履带有效的救助，死亡的可能性就会急剧增加⋯。然而，复杂和4个电动机2和4，辅助履带与同侧主履带联动，4个电危险的灾害现场给救援人员及幸存者带来了巨大的安全动机用于控制摆臂相对于主体的转动，根据作业环境地面威胁，也会阻碍救援工作快速有效地进行。使用救援机器特征，通过调节两对摆臂的摆角，借助4根辅助履带及带人进行辅助搜救是解决这一难题的有效手段。轮对机器人进行辅助支撑，从而提高移动机器人对复杂地救援机器人是地

6、面移动机器人的一种，其工作环境是结形的自适应能力、越障能力和运动稳定性。构环境与非结构环境的组合，在复杂多变的工作环境，大多数腈况要求机器人不是避开障碍及复杂地形，而是要越过障碍，所以救援机器人必须具有针对各种障碍的跨越能力。在针对机器人越障方面，国内外已有相关的研究，文一献[2]针对危险环境下对移动机器人的运动要求，提出了一种具有越障功能的小型地面轮一履带复合型移动机器1一锥齿轮减速器；2—前摆臂驱动电机；3一从动轮4一后摆臂驱动电机；5一内外轴结构；人，并分析了该机器人通过台阶、斜面、楼梯等障碍时的越6一主履带驱动电机；7～表示主

7、动轮障性能；文献[3]提出了一种复合结构移动越障机器人，并对该机器人进行了运动学建模与仿真；文献[4]针对关图1履带机器人机构图和三维模型效果图节履带结构的越障特点，结合人机交互遥控和基于传感器的自主反应控制方法规划了关节履带机器人的越障动作序列，研究了障碍环境下的机器人行动的运动控制问题。2机器人越障过程分析采用ADAMS软件构建履带式移动机器人虚拟样机，救援机器人通常在复杂的、非结构化的环境条件下工模拟履带机器人在现实环境下越障的过程，为深入认识越作，工作过程中不可避免的要穿越某些障碍，所以它必须障形态和机器人样机设计提供依据。有

8、一定越障能力，也就是要适应复杂三维的地形，如果机1机器人结构组成器人能够以某种动作或动作序列通过集中典型的障碍，如斜坡、台阶、楼梯、壕沟等，则可以通过这些运动序列的有机器人结构如图1所示，为增强履带式移动机器人对效组合达