柔性軌道式環(huán)境巡檢機器人設(shè)計原理與試驗

曹現(xiàn)剛,許 罡,吳旭東,劉思穎,李 瑩

(西安科技大學(xué) 機械工程學(xué)院,陜西 西安 710054)

0 引 言

少人無人化是煤炭企業(yè)安全、高產(chǎn)高效開采的趨勢[1-3]。目前以機代人部分實現(xiàn)了煤礦開采、運輸、安檢等作業(yè)[4-6],在安檢方面,巡檢機器人以輪式、履帶式、工字鋼軌道式為主,在空間有限、設(shè)備多的巷道環(huán)境里輪式、履帶式受限多控制難,工字鋼軌道式鋪設(shè)回收繁雜,使得以機代人適用于局部小范圍巡檢,從一定角度上限制了無人化常態(tài)化生產(chǎn)[7-9]。因此,針對復(fù)雜工況的巷道,選擇或設(shè)計便于裝卸、易于行走的巡檢設(shè)備來協(xié)助或替代工人完成巡檢具有重要意義。為選擇或設(shè)計出易應(yīng)用于巷道的巡檢設(shè)備,對目前井下特種巡檢機器人的行走方式及功能進(jìn)行以下分析:目前煤礦井下巡檢方式分人工點檢和安裝固定攝像頭定點監(jiān)測。周期性重復(fù)工作易使巡檢工產(chǎn)生疲憊感,難以評價其巡檢結(jié)果;在粉塵、潮濕、高瓦斯的井下工作對人身安全存在威脅;人工定點監(jiān)測的結(jié)果也不具有實時性和及時性。安裝固定攝像頭定點監(jiān)測投入大,且不利于后期監(jiān)控環(huán)境的更換。在煤礦巡檢機器人的研究中,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了不同的研究。許旺等[10]設(shè)計了一種輪式移動機器人平臺,可完成機器人加減速、轉(zhuǎn)向、啟停等功能,實現(xiàn)了巡檢平臺的移動,擴寬了巡檢范圍,實現(xiàn)井下數(shù)據(jù)自動采集,初步解放了人力。井下凹凸的地面環(huán)境使得四輪式機器人不具備良好的越障能力。針對該類問題RONG X等[13],郗艷梅等[12]設(shè)計了一種雙關(guān)節(jié)履帶構(gòu)成行走機構(gòu)的履帶式巡檢機器人,采用雙履帶行走機構(gòu)有助于機器人克服煤礦井下的不平坦地面環(huán)境,具有很好的機動性。王志同等[13]設(shè)計了一款履帶式機器人以解決工作行程及通信距離受限的問題,并對井下受災(zāi)信息進(jìn)行巡檢。該機器人有完整的控制通信及采集系統(tǒng),且可自主延長通信距離和無信號自動撤回功能。為提高履帶式機器人的轉(zhuǎn)彎角度,左敏等[14]設(shè)計了一種小輪式巡檢機器人。將攝像頭安裝于輪式機器人上從而解決固定攝像機安裝造成的監(jiān)控范圍受限問題。輪式、履帶式移動機器人皆在巷道地面上行走,對非結(jié)構(gòu)環(huán)境適應(yīng)性要求高?？商岣邔Ψ墙Y(jié)構(gòu)環(huán)境的適應(yīng)性。秦玉鑫等[15]設(shè)計了一種單軌吊工字鋼軌道的巡檢機器人,將軌道脫離巷道地面,很好地規(guī)避了非結(jié)構(gòu)環(huán)境的影響,提高了機器人運動穩(wěn)定性;工字鋼軌道降低了控制系統(tǒng)開發(fā)難度;其巡檢范圍受工字鋼軌道鋪設(shè)限制,軌道鋪設(shè)的長短決定了該機器人作業(yè)范圍;工字鋼軌道設(shè)計決定了前期軌道鋪設(shè)及后期軌道撤出作業(yè)繁重,人員、時間、資金投入大。鄭興等[16]設(shè)計了一種基于工字鋼軌道的雙級式信息探測巡檢機器人,當(dāng)煤礦災(zāi)害發(fā)生時進(jìn)行該機器人巡檢采集災(zāi)害數(shù)據(jù)。具有工字鋼軌道運行的優(yōu)缺點外,該機器人解決了受限空間下無線通信不暢和中繼設(shè)備安防間隔不確定的問題。針對工字鋼軌道突出的問題,陸文濤等[17]設(shè)計了一種移動式柔性軌道的帶式輸送機巡檢機器人,將機器人裝置通過抱索器固連于鋼絲繩,在鋼絲繩的帶動下往返運動。其降低控制系統(tǒng)開發(fā)難度,規(guī)避了非結(jié)構(gòu)環(huán)境的影響,具有很好的運動效果。鋼絲繩作為驅(qū)動帶動機器人運動涉及鋼絲繩驅(qū)動盤設(shè)計、安裝、行程規(guī)劃等問題,限制了機器人工作場所的變更。為保留柔軌道設(shè)計的優(yōu)點,解決移動柔性軌道缺點,文獻(xiàn)[18-21]設(shè)計了一種固定柔性軌道式的巡檢機器人。利用鋼絲繩作為固定軌道,機器人工作于鋼絲繩上進(jìn)行巡檢,其安裝更加靈巧多變,而且前期固定鋼絲繩錨桿及后期錨桿回收等都相對方便經(jīng)濟(jì)[22-23]。

在前人研究基礎(chǔ)上，設(shè)計出巷道固定柔性軌道式巡檢機器人,詳細(xì)設(shè)計了各模塊結(jié)構(gòu);根據(jù)柔性軌道行走特點分析了不同走輪驅(qū)動輪情況下機器人的驅(qū)動能力,并建立多輪牽引力數(shù)學(xué)模型;分析了不同安裝方式下機器人行走穩(wěn)定性。采用柔性繩索進(jìn)行懸空軌道鋪設(shè)可靈活布控以降低人員資金投入,對中小礦山實現(xiàn)智能化巡檢具有一定的實用性。

1 機器人本體設(shè)計方案

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

整體結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動模塊、功能單元、自平穩(wěn)模塊、充電模塊。驅(qū)動模塊實現(xiàn)機器人在柔性軌道上運動;搭載模塊搭載必要的控制硬件及選擇的傳感單元,為機器人的在線控制及多數(shù)據(jù)采集提供安裝平臺;充電模塊實現(xiàn)機器人在缺電情況下的自主充電。機器人整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 柔性軌道式巡檢機器人整體結(jié)構(gòu)Fig.1 Overall structure of flexible track-type inspection robot

1.2 驅(qū)動模塊

驅(qū)動模塊由驅(qū)動軸固定架、驅(qū)動軸、齒形輪、驅(qū)動輪、預(yù)緊輪、越障引導(dǎo)塊、預(yù)緊輪固定倉組成。如圖2所示,驅(qū)動軸固定架采用U型結(jié)構(gòu)設(shè)計,為柔性軌道固定節(jié)點預(yù)留越障空間;齒形輪固定于驅(qū)動軸,與內(nèi)部防爆步進(jìn)電機通過齒形帶連接;驅(qū)動輪固定于驅(qū)動軸;預(yù)緊輪通過支撐架固連于直線滑槽,隨越障引導(dǎo)塊做直線運動;越障引導(dǎo)塊通過固定板固連于直線滑槽;直線滑槽結(jié)構(gòu)通過彈簧復(fù)位;彈簧由彈簧引導(dǎo)軸決定其移動方向;彈簧引導(dǎo)軸安裝于預(yù)緊輪固定倉;預(yù)緊輪固定倉通過螺栓安裝于頂層搭載板。

圖2 驅(qū)動模塊結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of drive module

1.3 功能單元

功能單元由底部支撐架、保護(hù)外殼、防爆電池安裝盒、圖像采集處理開發(fā)板安裝盒、運動控制器安裝盒、位姿檢測單元安裝盒、充電公頭、充電公頭防護(hù)罩、瓦斯采集單元安裝盒、攝像頭安裝盒、無線通信模塊安裝盒組成。底部支撐架由厚10 mm鋼板組成,通過螺栓安裝于頂層搭載板;保護(hù)外殼由厚2 mm鋼板組成,通過螺栓連接安裝于頂層搭載板;防爆電池安裝盒由厚2 mm鋼板組成,內(nèi)部容納48 V 20 AH防爆電池;圖像采集處理開發(fā)板安裝盒由厚2 mm鋼板組成,通過螺栓安裝于防爆電池安裝盒頂部,內(nèi)部安裝尺寸170mm×170 mm×20 mm的英偉達(dá)Jetson TX2開發(fā)板;運動控制器安裝盒、位姿檢測單元安裝盒統(tǒng)一由120 mm×180 mm×105 mm鋼板組成的容納盒組成。容納盒內(nèi)部分為2層,第1層空間為170 mm×32 mm×115 mm,安裝位姿檢測單元,第2層空間為170 mm×60 mm×115 mm,安裝運動控制器。整體模塊裝配如圖3所示。

圖3 內(nèi)部功能模塊結(jié)構(gòu)Fig.3 Internal functional module structure

充電公頭采用V型設(shè)計,在V型尖口處經(jīng)圓角處理安裝橡膠片,在V型外側(cè)安裝正負(fù)極鐵片,充電公頭通過螺栓安裝于頂層搭載板;充電公頭防護(hù)罩分為2部分,各由2 mm鋼板組成,防護(hù)罩頂部通過螺栓安裝于直線導(dǎo)軌滑塊頂部,直線導(dǎo)軌通過螺栓安裝于頂層搭載板;2個防護(hù)罩內(nèi)測由彈簧連接實現(xiàn)防護(hù)罩閉合,外側(cè)由繩連接,通過外部帶動繩直線移動實現(xiàn)防護(hù)罩打開。機器人充電公頭裝配如圖4所示。

圖4 充電公頭裝配Fig.4 Assembly of charging male head

檢測單元安裝盒由厚2 mm鋼板組成,內(nèi)部安裝尺寸為110 mm×85 mm×44 mm的甲烷溫濕度三合一傳感器、氧氣傳感器、一氧化碳傳感器、位姿傳感器。安裝盒通過螺栓安裝于保護(hù)外殼，防爆攝像頭安裝通過螺栓連接安裝于保護(hù)外殼底部。

1.4 充電模塊

充電模塊由離線控制柜、防爆腔、充電母頭、充電公頭防護(hù)罩打開觸發(fā)爪組成。充電母頭采用V型設(shè)計,在V型內(nèi)部安裝正負(fù)極鐵片,充電母頭通過螺栓連接安裝于防爆腔內(nèi);充電公頭防護(hù)罩打開觸發(fā)爪通過螺栓連接安裝于充電母頭。充電模塊結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖5 充電母頭結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure of charging mother head

圖6 離線控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.6 Internal structure of off-line control cabinet

2 多輪牽引力數(shù)學(xué)模型

機器人的行走能力與牽引力及附著力有關(guān),而附著力與材料有關(guān)。為保證機器人良好的行走能力,需對其牽引力及附著力進(jìn)行計算。

2.1 牽引力計算

依據(jù)滾動摩擦理論，機器人在巡檢過程中機體受空氣阻力PW、爬坡阻力PG和輪軌摩擦阻力Pf影響，機器人通過懸掛輪在軌道上滾動前進(jìn)，牽引力需克服所受阻力，即PW+PG+Pf；為保證輪軌間不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，牽引力Pq需小于或等于驅(qū)動輪的附著力Pφ，驅(qū)動輪受力分析如圖7所示，車體前進(jìn)的牽引力存在條件為[25]:

圖7 驅(qū)動輪受力分析Fig.7 Force wheel analysis

(Pf+Pw+PG)≤Pq≤Pφ

式中，Pf為輪軌摩擦阻力；Pw為空氣阻力；PG為爬坡阻力；Pq為牽引力；Pφ為輪軌附著力。

2.2 機器人驅(qū)動能力分析

2.2.1水平柔性軌道

1)單輪單驅(qū)式行走受力分析如圖8所示。單輪單驅(qū)式機器人通過一個輪懸掛于軌道，該懸掛輪即為驅(qū)動輪。機體總重作用于驅(qū)動輪，驅(qū)動輪需克服輪軌摩擦阻力，當(dāng)軌道為水平軌道時，無爬坡角，無爬坡阻力。此時對單輪單驅(qū)式機器人驅(qū)動輪進(jìn)行受力分析:

圖8 單輪受力分析Fig.8 Single wheel force analysis

其中，PB為驅(qū)動輪需克服的驅(qū)動阻力；f為輪軌間的滾動阻力系數(shù)；N為軌道對輪的支撐力；G為機體重力；φ為輪軌附著系數(shù)。單輪機器人運動過程中會繞繩擺動及沿運動方向上擺動,因此有必要分析多輪方式來限制機器人擺動。

2)雙輪單驅(qū)式行走。單軌道下的雙輪單驅(qū)機器人在運動過程中會繞繩旋轉(zhuǎn),該旋轉(zhuǎn)需外部調(diào)節(jié)機構(gòu)及對應(yīng)的控制算法實現(xiàn)防擺增穩(wěn)控制,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸增大,質(zhì)量增加。因此采用雙軌單驅(qū)方式。雙軌道方式的機器人行走布置如圖9所示。

圖9 雙輪單驅(qū)受力Fig.9 Two-wheel single-drive force

機器人總重力均勻分配到2個驅(qū)動輪,但單驅(qū)輪需要克服的滾動阻力仍為總滾動摩擦阻力。計算得:

3)雙輪雙驅(qū)式行走示意如圖10所示。對每個懸掛輪受力分析，計算摩擦阻力、附著力和驅(qū)動阻力得：

圖10 雙輪雙驅(qū)受力Fig.10 Two-wheel double-drive force

4)三輪單驅(qū)式行走。為進(jìn)一步增加機器人運動穩(wěn)定性,在雙軌下研究三輪布置方法的可行性。可分為三輪單驅(qū)、三輪雙驅(qū)及三輪三驅(qū)。為降低機器人總尺寸及總質(zhì)量,此處就三輪單驅(qū)及三輪雙驅(qū)進(jìn)行分析。三輪單驅(qū)及一個車輪做驅(qū)動輪,其余兩輪做從動輪,總重力分配到每個輪上,受力如圖11所示。

圖11 三輪單驅(qū)受力Fig.11 Three-wheel single-drive force

三輪單驅(qū)即機體通過三個懸掛輪懸掛于軌道上，其中一個懸掛輪做驅(qū)動輪，其余2個懸掛輪作從動輪，機體總重分配到每個輪上。對懸掛輪進(jìn)行受力分析得:

式中，Pf1、Pf2、Pf3為輪軌摩擦阻力在各輪上的分力；Pφ1、Pφ2、Pφ3為空氣阻力在各輪的分力。

5)三輪雙驅(qū)式行走。與三輪單驅(qū)不同的是,三輪雙驅(qū)下總摩擦阻力由兩個驅(qū)動輪承擔(dān),從而增大了牽引力的選擇范圍，受力分析如圖12所示。計算如下:

圖12 三輪雙驅(qū)受力Fig.12 Three-wheeled double-drive force

2.2.2爬坡能力分析

規(guī)定爬坡角度為θ,分別一定坡度角軌道下單輪單驅(qū)、雙輪單驅(qū)、雙輪雙驅(qū)、三輪單驅(qū)及三輪三驅(qū)的機器人爬坡能力進(jìn)行計算。在斜坡上,輪受到的不僅有來自軌道的摩擦阻力,還有重力在運動方向的分力。因此在忽略空氣阻力的情況下,牽引力需克服摩擦阻力及爬坡阻力。根據(jù)輪的數(shù)量及驅(qū)動輪的數(shù)量計算得到的驅(qū)動力牽引力如下:

1)單輪單驅(qū)式行走。單輪單驅(qū)下機器人總質(zhì)量全附加于驅(qū)動輪上,驅(qū)動輪需克服總摩擦阻力,同時需承擔(dān)總質(zhì)量在運動方向的分力。受力如圖13所示,計算其摩擦阻力及附著力如下:

圖13 單輪單驅(qū)受力Fig.13 Single wheel single drive force

2)雙輪單驅(qū)式行走。雙輪驅(qū)動下機器人總摩擦阻力及總爬坡阻力均分到2個驅(qū)動輪,降低單輪驅(qū)動的壓力,計算摩擦阻力、爬坡阻力及附著力如下:

圖14 雙輪單驅(qū)受力Fig.14 Two-wheel single-drive force

圖15 雙輪雙驅(qū)受力Fig.15 Two-wheel double-drive force

3)雙輪雙驅(qū)式行走。為利用雙輪的穩(wěn)定效果并達(dá)到驅(qū)動的能力,雙輪雙驅(qū)計算摩擦阻力、爬坡阻力及附著力如下:

4)三輪單驅(qū)式行走受力分析如圖16所示。在三輪單驅(qū)方式下對驅(qū)動模塊進(jìn)行受力分析,計算摩擦阻力、爬坡阻力及附著力如下:

圖16 三輪單驅(qū)受力Fig.16 Three-wheel single-drive force

5)三輪雙驅(qū)式行走受力分析如圖17所示。在忽略巷道空氣阻力的情況下，通過歸納總結(jié)上述分析過程，得到機器人懸掛輪、驅(qū)動輪與牽引力關(guān)系數(shù)學(xué)模型如圖17所示：

圖17 三輪雙驅(qū)受力Fig.17 Three-wheel double-drive force

在忽略巷道空氣阻力的情況下，通過歸納總結(jié)上述分析過程，得到機器人懸掛輪、驅(qū)動輪與牽引力關(guān)系數(shù)學(xué)模型如下所示：

其中，n為懸掛輪個數(shù)；q為驅(qū)動輪個數(shù)；Pq為機器人驅(qū)動輪輸出的牽引力，與電機輸出轉(zhuǎn)矩Me關(guān)系如下：

式中：i為傳動比；η為傳動效率；Me電機輸出輸出轉(zhuǎn)矩；R為懸掛輪半徑。

2.3 轉(zhuǎn)彎角計算

圖18 轉(zhuǎn)彎受力分析Fig.18 Analysis of bending force

3 試 驗

該防爆機器人尺寸360 mm×240 mm×260 mm,總質(zhì)量20 kg,驅(qū)動輪半徑R為0.035 m。

3.1 驅(qū)動安裝方式選擇

輪軌材料選鋼絲繩-橡膠,查詢手冊得,鋼-橡膠間的滾動摩擦因數(shù)為0.65～0.80,取均值為0.73得出鋼-橡膠間的滾動阻力系數(shù)f=0.21,鋼-橡膠間的靜摩擦因數(shù)為0.9。估算得出鋼-橡膠的附著力Pφ=0.9 N,忽略空氣阻力,分別計算水平與爬坡牽引力見表1、表2。

表1 水平軌道上不同行走輪及驅(qū)動輪下牽引力存在情況Table 1 Traction force of different traveling wheels and driving wheels on horizontal track

表2 25°爬坡角度下不同行走輪及驅(qū)動輪 牽引力存在情況Table 2 Existence of traction force of different walking wheels and driving wheels at 25 °climbing angle

由表1和表2可以看出,為保證機器人良好的行走及爬坡能力,選擇雙輪雙驅(qū)的行走方式。

3.2 仿真試驗

規(guī)定轉(zhuǎn)彎半徑23 cm,轉(zhuǎn)彎角60°,轉(zhuǎn)彎速度0.2 m/s,關(guān)節(jié)不轉(zhuǎn)動,最大質(zhì)量20 kg,仿真時間20 s。頂板左頂點為觀察擺動軌跡點;頂板左頂點及后驅(qū)動支架左頂點為觀察擺動在X方向上的分量點。對機體施加1 N側(cè)向力,其作用點在頂板右側(cè)面中點,垂直右側(cè)頂板面,垂直角30°;規(guī)定運動方向為X軸,沿驅(qū)動軸為Y方向建立右手直角笛卡爾坐標(biāo)系,對異側(cè)異軸驅(qū)動輪安裝方式及異側(cè)同軸驅(qū)動輪安裝方式進(jìn)行仿真分析，分析結(jié)果如圖19—圖25所示。

圖19 異側(cè)異軸安裝示意Fig.19 Installation of different side and different shaft

圖20 起步擺動軌跡起步X分量Fig.20 Starting swing trajectory start X component

圖21 開始轉(zhuǎn)彎X分量Fig.21 Start turning X component

圖22 轉(zhuǎn)彎結(jié)束X分量Fig.22 Turning end X component

圖23 異側(cè)同軸安裝示意Fig.23 Installation of different side coaxial

圖24 X分量運動軌跡Fig.24 X component motion trajectory

圖25 Y分量運動軌跡Fig.25 Y component motion trajectory

1)異側(cè)異軸驅(qū)動輪安裝。由圖可知,在1 N的側(cè)向外力下,在起步階段和轉(zhuǎn)彎階段,都存在擺動情況。由于物體放置位置未與地面水平,導(dǎo)致機體地面之間由傾斜引起起步階段的擺動,在無任何調(diào)節(jié)下該擺動在2 s左右自動消除。由于軌道安裝,使機體在轉(zhuǎn)彎處有遠(yuǎn)離軌道的運動,使得機體在轉(zhuǎn)彎處遠(yuǎn)離軌道,遠(yuǎn)離距離為8～10 mm,在此過程中機器人進(jìn)入轉(zhuǎn)彎階段,逐步產(chǎn)生3～5 mm的擺動。在整個運動中其擺動主要以繞X軸旋轉(zhuǎn)為主。

2)異側(cè)同軸驅(qū)動輪安裝。異側(cè)同軸驅(qū)動輪安裝下,當(dāng)機體安放位置合理會消除起步因機體安放引起的擺動;由于電機驅(qū)動使異側(cè)同軸安裝方式的擺動主要繞Y軸旋轉(zhuǎn),且貫穿于整個運動過程;1 N的側(cè)向力下其轉(zhuǎn)彎擺動幅值約為6 mm。

圖26 Z分量運動軌跡Fig.26 Z component motion trajectory

3.3 實物擺角檢測試驗

簡化模型得實物圖27以觀察異側(cè)異軸及同側(cè)異軸驅(qū)動輪安裝的擺動效果。實物圖保留機器人機身、驅(qū)動、控制、電源和通信模塊實現(xiàn)機器人的擺角數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸及驅(qū)動控制。

圖27 巡檢機器人實物Fig.27 Inspection robot physical

考慮同側(cè)異軸安裝與異側(cè)異軸安裝機身以繞X軸旋轉(zhuǎn)為主,因此選擇繞X軸旋轉(zhuǎn)角分析2種安裝方式下機身在Y軸上的擺動情況。同側(cè)異軸安裝機身擺角如圖28所示，異側(cè)異軸安裝機身擺角如圖29所示。

圖28 同側(cè)異軸安裝機身擺角Fig.28 Pendulum angle of fuselage mounted on ipsilateral shaft

圖29 異側(cè)異軸安裝機身擺角Fig.29 Swing angle diagram of hetero-axis mounting fuselage

根據(jù)機器人所處軌道形式的不同,2種安裝方式及水平面上機器人靜止時所測機身繞X軸初始旋轉(zhuǎn)角如下:

與水平面夾角/(°)113.82同側(cè)異軸安裝角80.86異側(cè)異軸安裝角184.00

同側(cè)異軸和異側(cè)異軸2種安裝方式機身繞X軸擺動規(guī)律基本一致,初始角80.86°下前者在[76.56°,82.38°]內(nèi)變化,最大擺角值為5.82°;初始角184.00°下后者在[182.25°,184.25°]內(nèi)變化,最大擺角值為2°,可知異側(cè)異軸安裝降低了機身在Y軸上的擺動幅值。

4 結(jié) 論

1)井下輪式、履帶式巡檢機器人運動受限于非結(jié)構(gòu)環(huán)境,工字鋼軌道式巡檢場地更換不靈活,固定柔性軌道式巡檢機器人采用柔性懸索作為軌道,可方便靈活搭建拆卸,適應(yīng)性強。

2)設(shè)計出質(zhì)量為20 kg、尺寸為360 mm×240 mm×260 mm的模塊化裝卸防爆機器人結(jié)構(gòu)。

3) 建立多輪驅(qū)動力數(shù)學(xué)模型,得出雙輪雙驅(qū)具有良好的行走能力及爬坡能力,20 kg機器人自重下坡度角可達(dá)25°。

4)對同側(cè)異軸及異側(cè)異軸驅(qū)動安裝進(jìn)行擺角檢測試驗,異側(cè)異軸的安裝方式較同側(cè)異軸安裝擺角減小3.82°。

5) 對異側(cè)異軸安裝及異側(cè)同軸驅(qū)動輪安裝方式進(jìn)行仿真,發(fā)現(xiàn)兩者均不能放消除機器人運動過程中的擺動。

試驗中發(fā)現(xiàn)異側(cè)安裝并不能消除機器人擺動。因此,在巷道固定柔性軌道懸線式巡檢機器人設(shè)計中,機器人的防擺增穩(wěn)實時控制需進(jìn)一步研究。