一种具有爬坡越障能力的移动机器人.pdf

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1、2013年11月机床与液压NOV．2013第41卷第22期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．4lN0．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．22．006一种具有爬坡越障能力的移动机器人梅红，李云霞，李文阁(1．山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博255049；2．济南市技师学院，山东济南250031)摘要：针对目前移动机器人爬坡、越障能力不强的问题，设计了一种新型的移动机器人。该机器人采用轮腿式的移动结构，兼顾了腿式移动机器人和轮式移动机器人的

2、优点。位于机器人两侧的机械腿，承担主要的行走功能，通过机械腿的旋转与伸缩，可以增加机器人跨越障碍的能力；机器人的前后端增加了辅助机械腿，在机器人爬坡的时候，后机械腿可以主动为机器人提供推力，增大了机器人的爬坡能力。通过机械腿之间的协调运动，机器人可以跨越深沟路段。针对各种路况对移动机器人进行了运动规划，并建立了机器人爬坡时的动力学模型。关键词：移动机器人；爬坡能力；越障；机械腿；动力学模型；运动规划中图分类号：TP24文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)22—014—3AMobileR

3、obotwiththeAbilityofClimbingandStridingAcrossObstaclesMEIHong．LIYunxia．LIWenge(1．SchoolofAgriculturalandFoodEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ZiboShandong255049，China；2．JinanTechnicianInstitute，JinanShandong250031，China)Abstract：Fortheproblemtha

4、ttheclimbingabilityofexistingmobilerobotsisnotstrongenough，anewmobilerobotwasde—signed．Therobothadmultiwheel—legedmovingmechanismwhichhadthemeritsofbothwheeledmobilerobotandleggedmobilero—bot．Themechanicallegsonbothsidesoftherobotundertookthemainmovingab

5、ility．Theycouldalsorotateandexpandorcontractwhichenhancestheabilityoftherobottostrideacrossobstacles．Assistantmechanicallegswereaddedtothefrontandbackendsoftherobot．Whentherobotclimbed，thebackmechanicallegscouldgiveapropulsiveforcewhichimprovedtheclimbin

6、gabilityofthero—bot．Throughthecooperationofthemechanicallegs，therobotcouldstrideoveraditch．Themotionwasplannedfortherobotunderseveralkindsofroadconditions．Dynamicmodeloftherobotwasestablishedwhileclimbing．Keywords：Mobilerobot；Climbingability；Strideacross

7、obstacle；Mechanicalleg；Dynamicmodel；Motionplanning随着机器人技术的发展和社会需求的日益扩大，转、移动以及各机械腿的协调运动，可实现野外越障机器人在采矿、林业砍伐、农业水果采摘、果树喷和爬坡。该机器人不仅拥有轮式机器人移动速度快、药、地质勘探、考古等野外工作中显示出巨大的应用易控制的特点，在平稳路面上有较好的快速移动能优势。在实际执行任务的过程中，机器人不可避免地力，更兼顾了腿式机器人良好的越障能力，使其在崎会遇到路面比较复杂、坡道较多的地形，爬坡、越障岖

8、路面同样具有较好的快速通过性。能力成为衡量野外工作机器人工作能力的主要性能指1移动机器人的机械结构标。步行爬坡机器人可以在凹凸不平的坡度上利用其1．1总体结构离散的立足点来选择最优的地面支撑点，并且可以跨轮式机器人具有自重轻、承载大、驱动和控制较越一定大小的障碍物继续前进，但运行效率相对较方便、行走速度快、机动灵活、工作效率高等优点，低。。轮式或履带式移动机器人具有运行效率高的从而被大量应用于工业、农业领域。但是，轮式机器优点，但地面适应能