基于张拉整体结构的可变形移动机器人的设计与实验研究

作     者：张淏 杨琪 连宾宾 孙涛 ZHANG Hao;YANG Qi;LIAN Binbin;SUN Tao

作者机构：天津大学机械工程学院天津300000 天津大学浙江国际创新设计与智造研究院浙江绍兴311800 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52275028) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2024年第31卷第4期

页      码：438-445页

摘      要：移动机器人可以代替人进入火灾、地震现场等高危环境进行地形探索及伤员搜寻等工作,然而大多数机器人难以同时适应障碍、直角墙壁、墙面过渡等多种复杂地形,且其控制系统相对复杂,需要外部能源输入。为此,设计了一款具有多种功能、控制相对简单且无系留的可变形移动机器人。首先,将二杆四索张拉整体结构作为基本单元,设计了可实现弯曲变形的张拉整体结构躯干;其次,基于吸附力及结构参数的分析,设计了负压吸附装置,并将它与可变形躯干结合,形成了机器人整体结构;接着,对机器人进行运动学分析,获得了机器人位姿与电机转角的映射关系,并据此规划了机器人墙面过渡、从墙面穿越狭小空间及翻转上台阶的步态;最后,完成了机器人样机的研制,并针对不同地形开展了机器人运动实验,验证了机器人步态规划的合理性。研究结果为多功能移动机器人的设计与制造提供了一定的参考价值。

主 题 词：张拉整体结构 负压吸附 可变形机器人 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2024.04.121

馆 藏 号：203127961...