液压摆臂履带可变形机器人的设计*

□ 孙英暖 □ 孟广耀 □ 王 哲 □ 王维信

青岛理工大学 机械与汽车工程学院 山东青岛 266520

1 设计背景

机器人能代替人类从事很多危险的工作,如消防救火、爆破排障等。机器人的行走机构一直是众多科研工作者关注的问题。机器人行走机构主要有轮式、腿式、履带式三种。其中,轮式行走机构越障能力差,不能在复杂的地形中工作;腿式行走机构行走速度有限,不能实现快速作业;履带式行走机构能适应复杂的环境,具有较快的移动速度,被广泛使用。当然,机器人履带式行走机构也有缺点,履带长时间过紧会拉长链轨节,过松会影响驱动,而且容易掉链。

目前,已有学者致力于机器人履带式行走机构的研究,并对其进行改进。朱岩等[1]利用凸轮机构,研制出履带能持续张紧且长度保持不变的SARTR机器人。文献[2]利用横纵轴双导轨,实现履带持续张紧且长度保持不变。笔者将机器人履带式行走机构的后摆臂设计为由小型液压系统结合可编程序控制系统控制,代替凸轮及横纵轴双导轨,得到液压摆臂履带可变形机器人,同样可以实现履带持续张紧且长度保持不变,同时具有较高的实时性与稳定性,保证越障时翻越障碍与履带持续张紧的同步性,极大提高了机器人的越障平顺性。

2 后摆臂构形原理

液压摆臂履带可变形机器人与不可变形机器人相比,具有更高的稳定性及越障能力,但设计也更为复杂,主要是解决如何在维持履带张紧力不变的情况下,尽量保持履带长度不变的问题。……