八轮机器人结构设计与仿真分析:被动摆臂提升越障性能

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"该论文详细介绍了具有被动摆臂的八轮机器人结构设计及其仿真分析,旨在提高轮式移动机器人的地形适应性、越障能力和操控性能。设计中采用了铰接式摇臂,允许机器人在地形变化时被动转动,并通过铰接点的柔性关节产生阻力矩以增强稳定性。通过对机器人越障机理的分析,使用RecurDyn软件进行了越障性能的仿真研究,得出了关键的越障阶段,并比较了有无柔性关节的情况,验证了柔性关节的有效性,为物理样机的设计提供了最优参数。” 本文首先提出了一种创新的八轮机器人设计方案,其核心特点在于被动摆臂结构。这种设计能够使机器人在面对复杂地形时,通过摆臂的相对转动来适应地面变化,提高了其在不平整地面上的行驶能力。摆臂的铰接式设计允许每个车轮独立地应对地形起伏,增强了机器人的地形适应性。 此外,为了提升机器人的越障能力,设计中引入了柔性关节。这个柔性关节在铰接点处起作用,不仅允许摆臂灵活转动,还能在特定条件下产生阻力矩,帮助机器人在攀越障碍时保持稳定。这种设计思路有助于防止机器人在越障过程中翻倒,从而提高了其操控性和安全性。 论文深入探讨了机器人越障的机理,特别是在垂直台阶上的表现。通过对越障过程的仿真分析,研究人员发现机器人能够成功攀越大于车轮直径的垂直台阶,这显著提升了其越障能力。同时,通过对比有柔性关节和无柔性关节的仿真结果,论文证实了柔性关节对于改善机器人越障性能的重要性,并确定了最佳的设计参数。 利用RecurDyn这一专业软件进行仿真,不仅能够直观地展示机器人的动态行为,还能对设计进行优化,确保在实际制造物理样机前,理论模型的可靠性。这种仿真分析方法为后续的硬件开发提供了坚实的理论基础,减少了实验成本和风险。 这篇论文详细阐述了一种新型八轮机器人的设计理念和性能优化方法,通过被动摆臂和柔性关节的结合,实现了机器人在复杂环境中的高效移动和越障。这一研究对轮式移动机器人的设计和控制策略有着重要的参考价值,为未来相关领域的研究和发展提供了新的思路。