自主創(chuàng)新全地形機(jī)器人設(shè)計(jì)

潘一帆　徐鵬飛　盧亞平

摘 要：機(jī)器人是當(dāng)今世界多種高新尖端技術(shù)的載體和集合體，其研發(fā)、制造和應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。結(jié)合2016江蘇省機(jī)器人自主創(chuàng)新——探索者全地形機(jī)器人大賽，設(shè)計(jì)并制作出一種能夠適應(yīng)多種場(chǎng)合（包括通過(guò)窄橋、臺(tái)階、管道和柵格地面等）的全地形機(jī)器人。希望在未來(lái)能夠置身于各種復(fù)雜的環(huán)境，并完成艱巨的任務(wù)。

關(guān)鍵詞：自避震；全地形；自主創(chuàng)新

1 自避震小車(chē)設(shè)計(jì)方法及創(chuàng)新點(diǎn)

自避震小車(chē)的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于月球車(chē)，月球車(chē)設(shè)計(jì)的獨(dú)特輪子能克服重重障礙，既不打滑，也不翻車(chē)。基于月球車(chē)輪子機(jī)構(gòu)的獨(dú)特性，設(shè)計(jì)一款自避震小車(chē)，它的特點(diǎn)是有獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、有獨(dú)特的輪子構(gòu)造、有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)能力和有強(qiáng)大的行動(dòng)力，完全能夠應(yīng)付復(fù)雜的地形。小車(chē)設(shè)計(jì)以六輪驅(qū)動(dòng)為基礎(chǔ)，其中前四輪作為一個(gè)整體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，提供較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力。前四輪基于月球車(chē)方案，采用懸掛系統(tǒng)方案，而后兩輪始終與地面接觸，提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力。能適合斜坡、階梯、柵欄等地形，提升整個(gè)小車(chē)的行動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)力、穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)構(gòu)思如圖1所示。

2 自避震小車(chē)在獨(dú)木橋優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

前四輪作為一個(gè)整體，在上下坡過(guò)程中具有較大的驅(qū)動(dòng)力。而后兩輪起到驅(qū)動(dòng)輔助作用，使小車(chē)在爬坡或下坡過(guò)程中起到穩(wěn)定作用，使小車(chē)能在獨(dú)木橋具備走直線的功能。如圖2所示。

3 自避震小車(chē)在階梯優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

前四輪作為一個(gè)整體，使其具備了足夠大的跨越階梯的動(dòng)力，同時(shí)在上下階梯過(guò)程中還可以根據(jù)地面類型自行調(diào)整高度。而后兩輪始終與地面接觸，提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)力。如圖3所示。

4 自避震小車(chē)在柵格優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

如圖4所示，自避震小車(chē)可以說(shuō)是完全針對(duì)柵欄的地形而設(shè)計(jì)，任何時(shí)候都有一對(duì)輪子（前、中、后）在柵欄棱線處接觸，提供行動(dòng)能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

該方案參考月球車(chē)底盤(pán)結(jié)構(gòu)，采用舵機(jī)六輪驅(qū)動(dòng)，將前輪和中輪用金屬板固定，后輪可以根據(jù)地面類型自行調(diào)整高度，并且可以在小車(chē)經(jīng)過(guò)復(fù)雜路面時(shí)始終與地面保持接觸，大大增強(qiáng)了小車(chē)在崎嶇路面的通過(guò)能力。傳感器方面，選用4個(gè)灰度傳感器，最大限度的提高了整車(chē)在尋跡和管道中的精準(zhǔn)率和容錯(cuò)率，并且在算法上不斷優(yōu)化，最后拿出了最滿意的作品。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：潘一帆（1995-），江蘇常州，本科，機(jī)電工程。

徐鵬飛（1995-），江蘇南通，本科，機(jī)電工程。

*通訊作者：盧亞平（1982-），男，碩士，研究方向：控制工程、實(shí)驗(yàn)管理。