一种移动机器人行走机构系统设计方法与流程

文档序号:12466242阅读:2214来源:国知局

本发明涉及一种机器人设计方法,具体涉及一种移动机器人行走机构系统设计方法,属于智能电子产品技术领域。



背景技术:

在国内外的机器人行走机构选择中,具有代表性的主要有轮式、腿式、履带式等几种行走机构,其根据使用场合不同,又从3个轮到多个轮、多腿式、两条履带到多条履带不等,轮式移动机构可以达到较高的运动速度,轮式的效率最高,行进速度快,转向灵活,而且造价低廉,部件出现问题后更换迅速的特点,另外,在相对平坦的地面上,轮式移动既有相当理想的优势,控制也相对简单,轮式移动机构现今应用相当广泛,是目前研究最为透彻的移动机构之一,传统的轮式行走机构有三轮、四轮、六轮的机构形式,尤其六轮机构是目前广泛运用的越障型式,相对来说,轮式移动机构也有很大的缺点,就是针对路面的要求,由于与地面接触面积小,在土壤压比较小的柔软路面或者湿滑的路面上容易发生沉陷和打滑,这些都是轮式机构在大多数野外复杂环境下功能受到限制,为提高轮式行走机构的多地形适应能力及其通过性,在传统的轮式行走机构上进行结构变形,出现了四轮加前后摆、六轮加前后摆、行星轮式等具有多地形适应能力的行走机构,早期的机器人对路况要求不高,因此轮式的优点被充分发挥出来,在城市的普通路面环境下,轮式机构确实是最为符合的机器人行进机构,但其缺点也是很明显的,就是对平整地形的依赖过高,适应能力低下,特别是在特殊路面的情况下,苛刻条件如爬梯、爬坡等,轮式都无法胜任。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题,本发明提出了一种移动机器人行走机构系统设计方法,采用四曲柄连杆履带机构,在机构可靠性,运动特性及造价方面具有明显的优势,另外,将履带式、腿式及其曲柄结构结合在一起更加增强了移动机器人的越障能力。

(二)技术方案

本发明的移动机器人行走机构系统设计方法,包括以下步骤:

第一步:通过对国内外移动机器人行走机构的研究分析,提出了可以满足具有特殊作业功能的机器人行走机构移动平台的总体设计要求和设计指标要求;

第二步:提出一种新型的机器人行走机构,保证其在爬坡、跨越壕沟、高台等非结构化环境下具有较强的越障能力,所设计的机器人行走机构结合了轮式、腿式和履带式结构优点,既能够保持相对较快的运行速度,又具有灵活的变形能力改变履带的形状,大大提高了行走机构在各种地形下的越障能力;

第三步:完成机器人行走机构的结构设计,利用UG软件对行走机构进行参数化建模,建立行走机构的虚拟样机模型、并利用多刚体运动仿真软件ADAMS对其在壕沟和该台地形下进行运动仿真并对仿真结果进行分析,最终仿真结果数据证明机器人行走机构能够达到所设计的要求和目标。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明的移动机器人行走机构系统设计方法,采用四曲柄连杆履带机构,在机构可靠性,运动特性及造价方面具有明显的优势,另外,将履带式、腿式及其曲柄结构结合在一起更加增强了移动机器人的越障能力。

具体实施方式

一种移动机器人行走机构系统设计方法,包括以下步骤:

第一步:通过对国内外移动机器人行走机构的研究分析,提出了可以满足具有特殊作业功能的机器人行走机构移动平台的总体设计要求和设计指标要求;

第二步:提出一种新型的机器人行走机构,保证其在爬坡、跨越壕沟、高台等非结构化环境下具有较强的越障能力,所设计的机器人行走机构结合了轮式、腿式和履带式结构优点,既能够保持相对较快的运行速度,又具有灵活的变形能力改变履带的形状,大大提高了行走机构在各种地形下的越障能力;

第三步:完成机器人行走机构的结构设计,利用UG软件对行走机构进行参数化建模,建立行走机构的虚拟样机模型、并利用多刚体运动仿真软件ADAMS对其在壕沟和该台地形下进行运动仿真并对仿真结果进行分析,最终仿真结果数据证明机器人行走机构能够达到所设计的要求和目标。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。

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