沙地环境下椭圆型腿运动特性实验研究.pdf

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1、沙地环境下椭圆型腿运动特性实验研究任小双，梁旭，孔子文，张世武(中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽合肥230027)ExperimentalStudyontheLocomotionPerformanceofElliptic—curveLeginSandyMediurnRENXiao—shuang，LIANGXu，KONGZi—wen，ZHANGShi—WB(DepartmentofPrecisionMachineryandPrecisionInstrument，UniversityofScienceandTec

2、hnologyofChina，Herei230027，China)摘要：对移动机器人来说，适应复杂环境是相当theoptimizationoftheelliptic—curveleg．Theleg重要的。椭圆型腿结合了轮式和腿式的优点，具有——terrainexperimenthasimportantmeaningfulto椭圆型腿的移动机器人在地面运动中有很好的运动themechanicaldesignofelliptic——curvelegsand性能，但椭圆型腿与地面的动力学还没有深入的研thecontrolof

3、theelliptic—ccurverobot．究，尤其是椭圆型腿在松软沙地介质的通过性。主Keywords：sandymedium；elliptic—curvelegs；要介绍椭圆型腿在沙地介质中运动性能的研究实验leg——terrainexperimentalplatform平台的设计，同时对其运动性能进行分析。通过对移动平台重心起伏、周期步长、前进速度和推进效率0引言的分析，为椭圆型腿的优化提供实验依据。椭圆腿的足地实验对椭圆型腿的优化设计和移动机器人的传统的运动机构主要包括轮式r】]、腿式]、履带控制有重要意l

4、义。式[3]和蛇形[4]。相比传统的单一环境下活动机器关键词：沙地介质；椭圆型腿；足地实验平台人，人们对能适应复杂的如沼泽，沙滩等水陆混合环中图分类号：TP242．6境的移动机器人产生了浓厚的兴趣。为了克服传统文献标识码：A单一运动机构的缺点，一种移动机构具有多种运动文章编号：1001—2257(2013)11—0077一O4的特点和几种运动机构的复合成为人们研究的热Abstract：Theadaptabilitytothecomplexenvi-点。ronmentisveryimportantformobilerob

5、ot．The轮式机器人机构简单、驱动和控制相对方便、行ellipticlegscombinesthelocomotionperformance走速度快，但与地面很大关系，不适应复杂环境；腿advantagesofthewheeledandthelegged．Withel—式机器人通过性强，能适应复杂的地形，但自由度较liptic—curvelegs，themobilerobotintheterrain多，控制复杂，移动速度较慢。椭圆型腿的设计，具hasagoodlocomotionperformance，butthed

6、y-有轮式与腿式结合的特点，轮式结构的设计，可以使namicsoftheelliptic——curvelegandtheground其与地面有较大的接触面积，从而实现在松软介质isn’tin—depthstudy，especiallyellipticlegsinsoft上高速运动；腿式的运动方式，使其与地面接触点式sandymedium．Thepapermainlyincludingthede—离散的，从而使其具有高通过性。两者的结合使得signoftheleg—terrainexperimentalplatforma

7、nd椭圆型腿具备适应复杂环境的能力。RHex[Sl，theelliptic——curvelegslocomotionperformancea——Sandbot_6和AmphiHex_7是椭圆型腿的典型应用，nalysisincludingthelengthofthegravitycenter，Sandbot平台研究了该机器人在颗粒流中的运动特thecyclestep，theforwardspeedandthepropul—性，但是椭圆型腿与沙地介质之间的相互作用还是未知的，这些对移动机器人有重要的影响。siveeffi

8、ciency．Thelocomotionperformanceofthemobileplatformtoprovideexperimenta1basisfor主要设计了椭圆型腿运动特性的实验平台，依靠该平台研究了不同的形状的椭圆型腿在松软的沙收稿日期：2013—05—13地介质中的运动特性。以移动平台的前进速度为优《机械与电子)2