高越障性能六双足步行平台的研究

• 作 者: 马千里
• 发表日期: 2014年01期
• 关键词: 多足步行平台 单自由度腿部结构 混合连杆机构 高越障性能

与其他移动机构相比,步行机构的优势在于其拥有较好的机动性与复杂地形的适应性。单自由度闭链腿部结构与多自由度开链腿部结构相比,控制机制更简单,成本更低廉,同时还可以满足相同或更复杂的功能需求。在理论研究的基础上,提出了一种基于了六杆七副与八杆十副(高抬腿)两种腿部结构的六双足步行平台。一对相同的腿部结构构成腿组,由腿组代替六足平台的单腿,四个六杆腿组与两个八杆腿组分别构成走行部与越障部以实现正常行驶与越障的基本功能。通过混合连杆腿部结构的组合以及合理的步态规划来提高平台的越障能力。利用虚拟样机技术对该步行平台进行建模与仿真。通过计算,分析平台稳定行走的条件。在此基础上,分析其在常规路况下直行与差动转向的过程。对平台在上下斜坡、翻越垂直墙、跨越壕沟等情况下的通过性进行分析与讨论。针对不同尺寸范围的障碍进行越障方案设计,同时可得到平台在当前结构下对各种障碍的极限越障能力。通过仿真分析验证了各过程的可行性。按照技术参数指标,对样机各部分进行结构设计,包括电机选型、齿轮传动设计、机架悬架设计、腿组结构设计、腿部结构设计与避震方案设计等内容。设计样机的控制系统,按照设计标准加工零件、装配样机并进行试验。以优化步行平台性能指标为目的,从结构创新、构型创新、平衡技术讨论及混合连杆的组合模式探索等方面,对六双足步行平台的相关理论进行技术拓展研究。最后对六双足的应用前景进行了研究与探索。