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全地形六轮移动机器人的设计与制作

2020-05-21王奉晨高宏力宋兴国雷亚雄

机械设计与制造 2020年5期
关键词:移动机器人优化设计

王奉晨,高宏力,宋兴国,雷亚雄

(西南交通大学机械工程学院,四川 成都 610031)

1 引言

移动机器人研究是目前科学技术发展最活跃的领域之一。2015年5月19日,国务院印发的《中国制造2025》规划中指出,机器人成为重点领域之一。业内分析,机器人产业将迎来黄金发展周期[1]。

移动机器人行走机构大致可分为履带式、步行式、车轮式等几种主要结构形式[2]。其中,轮式移动机器人具有结构轻、动作稳定、操纵简单、容易控制速度和方向等优点。

六轮移动机器人在非结构地形中比较常见。以Roky7、Spirit、Sojourner等为代表的摇臂悬架式越障机器人,其悬架机构复杂,不具有高速移动的性能。文献[3-4]采用六轮独立驱动,可以主动调节悬架刚度或主动控制悬挂,越障性能良好,移动速度较快,但其体型较大,在环境侦测,资源勘探等要求隐蔽性和灵活性的特定环境下并不适合。国内对于小型六轮移动机器人的研究还比较少,国外最具代表性的就是卡耐基梅隆大学研制的Mini Crusher,其具有优良的越障性能和较快的行驶速度[5]。

根据国家基金以及中央高校基金的研究目标要求,设计制作一款小型全地形六轮移动机器人。

主要工作包括对移动机器人进行整体设计,通过建立平面转向动力学模型得到电机的参数,运用ADAMS软件对移动机器人的关键尺寸进行多目标优化,运用SolidWorks软件建立了三维模型。最后完成样机搭建,完成行走试验。

2 整体方案设计

轮式移动机器人具体设计要求,如表1所示。根据需求对整体方案进行设计。……

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