邓志燕 余 冰 陈少南

（中广核研究院有限公司，深圳 518100）

破拆机器人作业环境复杂多变，对机器人的运动灵活性、越障性和环境适应性等特性提出了更高的要求。其中：轮式行走机构具有较高的机动性，但行动易受地形环境限制；履带式行走机构具有越野性能 好、爬阶梯、越障以及通过性强等优点，但其能耗大、灵活性差且工作效率低。轮履复合式机构兼具轮式和履带式的优势。目前，国内外研究机构已研制出轮履组合式、可变形履带式以及轮履变体式等多种轮履复合式移动底盘[1-5]。

曹冲振等设计了一种轮履复合式爬楼轮椅，在轮椅前后分别装配轮式和履带式行走机构，较好地实现了轮椅上下楼梯的功能[6]。胡军中等开发的轮履复合式车轮，可以进行平地轮式、履带式运动以及上下坡运动，灵活性和机动性显著增强[7]。但是，目前这类机构主要应用于小负载的移动载体，缺乏大负载的变形轮移动载体的研究。本文以大功率破拆机器人为背景，设计了一款大负载变形轮体，有效发挥了履带式和轮式行走机构的优点，负载能力大，越野性能好，机动性强。

1 变形轮结构设计及运动机理

1.1 变形轮结构设计

本变形轮兼具轮式和履带行走特性，能根据不同的作业需求实现轮式和履带运动状态切换。单轮负载大于2 t。在轮式状态下，变形轮需具有较高的运动速度和较低的能耗。在履带式状态下，变形轮应有足够的接地面积和驱动力。

基于以上要求，本文提出的轮履复合式变形轮总体结构如图1 所示。……