自主創新全地形機器人設計

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。