陈科山，王志腾，闫 硕，王 玉，刘潇伟

（1.北京交通大学 北京 100044；2.电子科技大学 四川 成都 611731；3.北京铁路局 丰台机务段，北京 100000）

机器人是一种综合了多种科学技术的产品，是目前科学技术发展最活跃的领域[1]，根据移动方式，可分为轮式、步行、履带、爬行和蠕动机器人等，目前已经被广泛的应用于军事侦察和抢险救灾等复杂环境中。此类现场通常非常混乱，充满危险，道路遭到破坏，人员无法短时间内通过障碍，此时可通过操控侦察机器人进入现场，考察情况。根据实际需求，机器人应具备以下功能：

1）移动稳定、灵活。在平整路面上具有较快的行驶速度，且转向灵活。

2）较强的越障能力。当遇到障碍物时，可以顺利通过。

3）具备可靠的通信手段。在合适的通信距离内，实现人机分离的遥控状态，对机器人进行实时控制。

传统的轮式机器人机构简单，控制方便灵活，能够在平坦路面高速稳定行驶，然而在面对废墟、沟壑、砂石等非结构化路面时显得有些无能为力[2]，机构和控制系统的好坏直接决定了机器人能否进入现场完成侦察任务。

1 机器人机械结构设计

针对上文提出的3个功能要求，设计了如图1所示的变形轮机器人。该机器人由车体平台和车轮两部分构成。车轮是该机器人的重要部分，通过其变形机器人具有两种步态：轮式移动和爪式爬行。当面对非结构化路面时，车轮打开，采用爪式爬行的方式适应环境；当面对平坦路面时车轮复位，以轮式移动的方式高速机动。……