黄金虎，卢 刚，王 俊

(西北工业大学，陕西西安710072)

0 引 言

越障小车是一种典型的机电一体化产品，综合了机械、电子、计算机控制、车辆工程等诸多学科的研究成果。它能够在极端恶劣的环境下工作，完成人类无法进行的任务，在航天探索、军事、反恐防爆、抗震救灾、核能等领域有着广泛的应用［1－3］。本文设计的小车的越障功能是通过在四个驱动轴上安装摆臂轮腿实现的，其结构如图1所示。

图1 越障小车的结构

当小车在平坦路面行驶时，轮腿上摆，四个驱动轮着地驱动其运行。当遇到障碍物时，驱动轮腿使驱动轮抬起实现越障功能，如图2(a)所示。小车可以通过调节两侧轮腿使其形成一定角度差，从而实现在斜坡上横向平稳运行，如图2(b)所示。

图2 轮腿组合式运动示意图

1 运动控制系统的整体设计

小车的4个驱动轮和4个轮腿全部使用独立的伺服驱动系统，从而确保了被控对象具有很大的控制自由度和很强的适应性和机动性。设计了超声波收发电路，以获取障碍物的距离和位置信息，在车体每组轮腿附近不同高度处分别安装了两个超声波传感器，采用这种不同高度位置的一对超声波传感器不但可以获取障碍物距离和位置信息，而且可以计算出障碍物的高度和坡度信息，从而能够判断小车能否越过障碍物，如果障碍物尺寸过大，可采用绕行方式前进。为了使小车的运行更加准确可靠，对其速度和位置采用了闭环控制。

控制系统采用了多处理器分布式控制方式。……