可重构式车轮机构研究与设计

陈 华，郭家伟，谈 波，韩飞坡

(马鞍山学院 机械工程系，安徽 马鞍山 243100)

可移动机器人已经面世多年，毫无疑问，他们在工农业、医疗、服务等行业得到了广泛应用[1-2]。然而，在城市道路及建筑物内，克服阶梯障碍仍然是可移动机器人面临的巨大挑战。要完成城市救援、货物搬运医疗服务等任务，必须具备攀爬阶梯的能力。由于阶梯的形状、材料及尺寸等不尽相同，此外还必须满足平地移动与阶梯攀爬两种模式的切换，同时还需兼顾攀爬阶梯的速度及稳定性要求，造成可移动机器人攀爬机构的设计较复杂。陈长征等人[3]针对复杂的救援环境，设计了一种基于平行四边形结构的可变性的履带式移动机器人，该机器人具有较强的越障能力，攀爬稳定，可根据运行环境采取不同的运动方式。

目前研发较为成熟的可移动越障机器人主要有三大类[4-5]：履带式、轮履式及轮腿式。履带式移动机器人越障性能主要体现在其具有良好的稳定性，缺点在于攀爬效率低、重量大、功率消耗较大，主要应用于一些重载场合。陈长征等人[5]针对复杂的地理环境，设计了一种具有平行四边形结构的可变形履带机器人，并通过越障实验验证了该机器人能根据运行环境采取不同的运动方式，具有很强的越障能力。Matsubara H团队[6]开发了一种被动式自适应履带机器人，该机器人装配有环境测量机械手，通过演示实验验证了其具有良好的越障性。轮式移动机器人通过车轮……