潘一帆 徐鵬飛 盧亞平



摘 要:機器人是當今世界多種高新尖端技術的載體和集合體,其研發、制造和應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。結合2016江蘇省機器人自主創新——探索者全地形機器人大賽,設計并制作出一種能夠適應多種場合(包括通過窄橋、臺階、管道和柵格地面等)的全地形機器人。希望在未來能夠置身于各種復雜的環境,并完成艱巨的任務。
關鍵詞:自避震;全地形;自主創新
1 自避震小車設計方法及創新點
自避震小車的設計靈感來源于月球車,月球車設計的獨特輪子能克服重重障礙,既不打滑,也不翻車。基于月球車輪子機構的獨特性,設計一款自避震小車,它的特點是有獨特的驅動結構、有獨特的輪子構造、有獨立的驅動能力和有強大的行動力,完全能夠應付復雜的地形。小車設計以六輪驅動為基礎,其中前四輪作為一個整體進行驅動,提供較強的驅動力。前四輪基于月球車方案,采用懸掛系統方案,而后兩輪始終與地面接觸,提供穩定的驅動力。能適合斜坡、階梯、柵欄等地形,提升整個小車的行動力、驅動力、穩定性。設計構思如圖1所示。
2 自避震小車在獨木橋優點體現
前四輪作為一個整體,在上下坡過程中具有較大的驅動力。而后兩輪起到驅動輔助作用,使小車在爬坡或下坡過程中起到穩定作用,使小車能在獨木橋具備走直線的功能。如圖2所示。
3 自避震小車在階梯優點體現
前四輪作為一個整體,使其具備了足夠大的跨越階梯的動力,同時在上下階梯過程中還可以根據地面類型自行調整高度。而后兩輪始終與地面接觸,提供穩定的驅動力。如圖3所示。
4 自避震小車在柵格優點體現
如圖4所示,自避震小車可以說是完全針對柵欄的地形而設計,任何時候都有一對輪子(前、中、后)在柵欄棱線處接觸,提供行動能力。
5 結束語
該方案參考月球車底盤結構,采用舵機六輪驅動,將前輪和中輪用金屬板固定,后輪可以根據地面類型自行調整高度,并且可以在小車經過復雜路面時始終與地面保持接觸,大大增強了小車在崎嶇路面的通過能力。傳感器方面,選用4個灰度傳感器,最大限度的提高了整車在尋跡和管道中的精準率和容錯率,并且在算法上不斷優化,最后拿出了最滿意的作品。
參考文獻
[1]袁銀瑤,盧亞平.“探索者”全地形機器人創新設計[J].探索科學,2016,34(6):195.
[2]盧亞平,宋天麟.傳感器與虛擬儀器實驗室建設與教學[J].實驗室研究與探索,2015(9):111-114.
[3]盧亞平,宋天麟.應用型本科機電專業實踐性教學環節研究[J].職業教育研究,2012(9):115-116.
作者簡介:潘一帆(1995-),江蘇常州,本科,機電工程。
徐鵬飛(1995-),江蘇南通,本科,機電工程。
*通訊作者:盧亞平(1982-),男,碩士,研究方向:控制工程、實驗管理。