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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 模塊化輪式移動機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品巧妙利用六輪四桿懸架系統(tǒng)的越障能力及差速車體主動控制的適應(yīng)能力，提出一種新的模塊化輪式移動平臺，通過不同構(gòu)型的組合，可以形成各種構(gòu)型的機(jī)器人平臺，同時(shí)模塊化的設(shè)計(jì)，還可以大大降低生產(chǎn)成本。該機(jī)器人具備良好的幾何通過性、越障性、抗傾覆性、行駛平順性、牽引控制特性和低能耗特性，反應(yīng)迅速，可適應(yīng)復(fù)雜地形環(huán)境，滿足空間探測、資源勘探對靈巧移動機(jī)器人載體的需求。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品巧妙利用六輪四桿懸架系統(tǒng)的越障能力及差速車體主動控制的適應(yīng)能力，提出一種新的模塊化輪式移動平臺，通過不同構(gòu)型的組合，可以形成各種構(gòu)型的機(jī)器人平臺，同時(shí)模塊化的設(shè)計(jì)，還可以大大降低生產(chǎn)成本。該機(jī)器人具備良好的幾何通過性、越障性、抗傾覆性、行駛平順性、牽引控制特性和低能耗特性，反應(yīng)迅速，可適應(yīng)復(fù)雜地形環(huán)境，滿足空間探測、資源勘探對靈巧移動機(jī)器人載體的需求。 作品的主要創(chuàng)新點(diǎn)： 1. 提出一種新型六輪四桿懸架系統(tǒng)，巧妙利用四桿機(jī)構(gòu)的變形，可有效提高機(jī)器人的越障能力。 2. 采用差速車體主動控制，增強(qiáng)運(yùn)行過程中車體的平穩(wěn)性。 3. 前、后四輪均裝有獨(dú)立驅(qū)動和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，極大增強(qiáng)了機(jī)器人的驅(qū)動力、靈活性和適應(yīng)復(fù)雜地形的能力。 4. 運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)方法，可快速組合成多種構(gòu)型的機(jī)器人平臺，滿足不同的任務(wù)需求。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研制目的：設(shè)計(jì)一種具備良好的幾何通過性、越障性能、抗傾覆性能、行駛平順性、牽引控制特性和能耗特性的模塊化輪式移動機(jī)器人。通過對機(jī)器人移動機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，綜合評價(jià)與優(yōu)化理論和方法，爭取在移動機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)及理論、高性能移動機(jī)器人研究方面取得一些進(jìn)展，為我國移動機(jī)器人研究提供技術(shù)支持和高性能移動平臺。 基本思路：立足于一般輪式移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其視為由輪系、懸架和車體三類子構(gòu)型組合而成的多體系統(tǒng)，提出基于構(gòu)型組合的移動機(jī)器人移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，對同構(gòu)組合和異構(gòu)組合兩類設(shè)計(jì)模式進(jìn)行研究。通過分析國內(nèi)外輪式移動機(jī)器人構(gòu)型和構(gòu)型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，抽象得到輪系、懸架和車體的子構(gòu)型。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.新型懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：懸架系統(tǒng)上的四桿機(jī)構(gòu)通過變形可以提高機(jī)器人的越障能力。 2.主動自適應(yīng)車體的設(shè)計(jì)：通過差速車體的主動控制，增強(qiáng)運(yùn)行過程中車體的平穩(wěn)性。 3.轉(zhuǎn)向功能的實(shí)現(xiàn)：前、后四個輪子均裝有轉(zhuǎn)向裝置，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的原地轉(zhuǎn)向，且所需的力矩很小。 4.每個輪子單獨(dú)驅(qū)動：增強(qiáng)了機(jī)器人的前進(jìn)動力和越障性能。 技術(shù)關(guān)鍵： 1.主動自適應(yīng)懸架系統(tǒng)的配置； 2.轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)及協(xié)調(diào)控制； 3.輪系的設(shè)計(jì)及協(xié)同控制； 4.機(jī)器人信息采集及數(shù)據(jù)處理技術(shù)； 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.最大前進(jìn)速度約5m/s； 2.轉(zhuǎn)向速度約24°/s； 3.功率：每個車輪，行進(jìn)約50W、轉(zhuǎn)向約30W； 4.質(zhì)量：小于40Kg； 5.總體尺寸800mm×600mm×460mm。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 所設(shè)計(jì)研究的模塊化輪式移動機(jī)器人可劃分為以下幾個子系統(tǒng)：輪系、車體和懸架系統(tǒng)。通過每個輪子單獨(dú)驅(qū)動，可以提高機(jī)器人的越障性能，增大前進(jìn)動力；通過差速車體的主動控制，能夠自主適應(yīng)地形變化，減少車體的擺動幅度；通過懸架系統(tǒng)的四桿機(jī)構(gòu)的變形，可以增強(qiáng)機(jī)器人的越障能力。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 產(chǎn)品，試驗(yàn)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 產(chǎn)品，現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 所設(shè)計(jì)的輪式移動機(jī)器人具備良好的幾何通過性、越障性、抗傾覆性、行駛平順性、牽引控制特性和能耗特性，而且體積小、重量小，反應(yīng)迅速。通過不同構(gòu)型的組合，可以形成各種構(gòu)型的機(jī)器人平臺。模塊化的設(shè)計(jì)和制造，還可以大大降低成本。 該輪式移動機(jī)器人具有廣泛的應(yīng)用前景，可軍民兩用。
同類課題研究水平概述
- 輪式移動機(jī)器人的一般結(jié)構(gòu)都是一致的。本作品在借鑒前人的研究成果的同時(shí)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高了機(jī)器人的越障能力和移動平穩(wěn)性。通過模塊化的設(shè)計(jì)和制作，采用基于構(gòu)型組合設(shè)計(jì)方法，得到多種新型空間探測機(jī)器人移動機(jī)構(gòu)，為以后機(jī)器人的設(shè)計(jì)研究提供了良好的參考平臺。
