雙四足差動驅(qū)動步行車輛的研究.pdf

1、與眾多其它種類的移動車輛相比，步行車輛向來以其機(jī)動性、地形適應(yīng)能力見長，但現(xiàn)有步行機(jī)器人由于腿機(jī)構(gòu)自由度較多導(dǎo)致控制系統(tǒng)復(fù)雜，在復(fù)雜地形的可靠性及負(fù)載能力受到限制，而單自由度的腿機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)簡單，運(yùn)行的可靠性及抗干擾能力較強(qiáng)，通過提高唯一的驅(qū)動電機(jī)功率來提高負(fù)載能力則相對較易實(shí)現(xiàn)，而且通過桿長優(yōu)化即可提高越障能力。
　　本文通過對國內(nèi)外單自由度腿機(jī)構(gòu)的研究，利用顏氏機(jī)構(gòu)創(chuàng)造性設(shè)計法對現(xiàn)有的八桿及六桿腿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)型分析研究，得到

2、十余種新型單自由度腿機(jī)構(gòu)，對其中一組足端軌跡較優(yōu)的腿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析及優(yōu)化。
　　本文提出一種雙四足差動步行車輛，其腿機(jī)構(gòu)采用較成熟的一種八桿十副方案，整車自由度為2，用兩臺驅(qū)動電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)行走及轉(zhuǎn)向，并討論了其整體布置方案及相應(yīng)的車輛性能，提出了各種方案都通用的一般性分析方法。在關(guān)于腿式差速轉(zhuǎn)向的假設(shè)的前提下對車輛的差速轉(zhuǎn)向進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析，并通過仿真分析驗(yàn)證了分析模型的正確性，為差速轉(zhuǎn)向的控制策略的制定提供了依據(jù)。
　　通

3、過對車輛的動力學(xué)仿真分析，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的扭矩沖擊現(xiàn)象，通過配置彈簧緩沖器及優(yōu)選足端軌跡的方法對扭矩沖擊的改善起到了一定的作用，并總結(jié)出彈簧配置的通用方法及評估指標(biāo)，利用此方法分別對八桿十副方案及六桿七副方案分別進(jìn)行了分析。
　　本文還從方案的工程性角度進(jìn)行了平面腿機(jī)構(gòu)擴(kuò)展為三維實(shí)體的層次排列設(shè)計，進(jìn)行了零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度校核，驗(yàn)證了各個零件初始設(shè)計均滿足強(qiáng)度要求，并對某些強(qiáng)度過剩零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對樣機(jī)進(jìn)行了加工