机器人复合式移动机构浅析

杨喜飞

摘 要：复合式行走机构集合了轮式、履带式或足式行走机构的优点，具备更好的适应能力，本文通过对复合式移动机构的设计原则进行梳理，分析不同设计原则下复合式移动机构的优缺点，为更好的开展复合式移动机构的设计提供借鉴。

关键词：机器人；移动机构；复合式

前言

移动机器人已经广泛应用在生产生活的各种领域，如家庭安防、陪护、救援、扫雷排险等 [1]。机器人移动机构的设计， 尤其是机器人移动机构的移动控制以及越障能力，对于机器人移动性能和应用场景影响重大。

现有的移动机器人的移动机构主要有轮式、履带式和足式， 其中以轮式的效率最高， 但其适应能力相对较差， 而足式的适应能力最强但其效率最低， 履带式移动机构是将圆环状的循环轨道卷绕在若干车轮外， 使车轮不直接与地面接触， 利用履带可以缓和地面的凹凸不平。它具有良好的稳定性能、越障能力和较长的使用寿命， 适合在崎岖的地面上行使。但履带式整体机构笨重， 消耗的功率大 ， 足式移动机构基本上是模仿人或动物的下肢机构形态而制成的，具备出色的地面适应能力和越野能力 ， 但结构比较复杂， 运动控制的难度较大， 而且移动速度较慢[2]。

基于现有常规移动机构存在的不足，也陆续出现了一些复合式移动机构，如轮履复合式、轮足复合式等，复合式行走机构集合了轮式、履带式或足式行走机构的优点，具备更好的适应能力，如越障和上下楼梯等。……