白程瀚 李县法

【摘 要】本文对可在山地和城市内作业的机器人用底盘做了动力学分析和有限元分析。首先使用RecurDyn完成了底盘动力学模型的建立，并且模拟了地盘在平地行驶和在软土面的极限爬坡，最后利用Ansys结合动力学分析得出的数据完成了静力学分析与模态分析。

【关键词】履带底盘；动力学仿真；有限元分析；RecurDyn；Ansys

一、绪论

为了解决人工作业的短板，各种用于运输、救援和军事任务的可移动机器人应运而生。[1]这些机器人的移动底盘大致上可分为轮式、履带式和腿式。其中，履带底盘具有结构较简单、性能可靠、灵活性好等优点，所以被广泛用于执行复杂任务的机器人底盘中，用以代替人进行危险作业或者到达人力难以实战工作的地方工作。[2]

二、履带底盘的结构与关键参数

（一）底盘的总体结构与性能

本次分析的履带底盘是适用于复杂工况的中小型机器人的履带底盘，采用倒梯形履带布局，轮孔式驱动和半刚性悬架结构。车架由铝板和铝方管焊接而成，采用双电机直接输出至驱动轮，驱动轮推动橡胶履带的传动形式，可在室内和山地进行作业，其整体模型如图1。

（二）底盘的关键参数

此底盘为总重为120kg的机器人设计，其中轮系重量为30kg，运输质量为20kg。总体尺寸约为900x700x400mm。履带接地长度为530mm，履带的节距为60mm，履带宽为148mm，其两侧都安装了两个并联的500N/cm的弹簧减震器，并且使用了两个广东东莞中大力德电机公司的Z5BLD60无刷直流电机作为动力源。

三、基于RecurDyn的动力学仿真