張?jiān)聥?鄭雨辰+盧亞平

摘 要：結(jié)合2016江蘇省機(jī)器人自主創(chuàng)新——探索者全地形機(jī)器人大賽，設(shè)計(jì)出一種可以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜地形的三段式關(guān)節(jié)機(jī)器人小車。以段式關(guān)節(jié)為主題，充分利用彈簧的收縮力和張力，控制整個(gè)小車的平衡，實(shí)現(xiàn)既分既合的目的。設(shè)計(jì)的小車能夠完整的吻合場(chǎng)景道具，具有較好的創(chuàng)新構(gòu)想，較好的環(huán)境適應(yīng)行和較高的行動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：段式關(guān)節(jié)；全地形；自主創(chuàng)新

為應(yīng)付復(fù)雜地形，構(gòu)想設(shè)計(jì)一種新型結(jié)構(gòu)小車，取名為三段式關(guān)節(jié)機(jī)器人小車。顧名思義該小車有三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)構(gòu)成，以適應(yīng)高低凹凸變化的地形，且相互之間又具有整體的牽引力。

1 三段式關(guān)節(jié)小車設(shè)計(jì)方法及創(chuàng)新點(diǎn)

共設(shè)計(jì)三個(gè)可以活動(dòng)的“關(guān)節(jié)平臺(tái)”，各“關(guān)節(jié)平臺(tái)”之間通過(guò)在螺栓上加套筒的方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)自由。同時(shí)對(duì)三個(gè)“關(guān)節(jié)平臺(tái)”的轉(zhuǎn)動(dòng)限制，避免各“關(guān)節(jié)平臺(tái)”在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受的推力不均勻而導(dǎo)致過(guò)度彎曲。由此在各“關(guān)節(jié)平臺(tái)”之間添加兩個(gè)彈簧，使各平臺(tái)之間受到一定的約束力，拉升時(shí)受到彈簧收縮力，壓縮時(shí)受到彈簧的張力，使小車具有較好的柔性、整體性、避震性。如圖1所示。

2 三段式關(guān)節(jié)小車在獨(dú)木橋優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

如圖2所示，完全適應(yīng)高低地形，小車在上坡和下坡過(guò)程中，六個(gè)輪子都能完好的與橋梁接觸，上坡的抬頭，下坡的低頭。使得小車的六個(gè)輪子都能很好的發(fā)揮驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)保障了在橋梁上良好的直線運(yùn)動(dòng)。

3 三段式關(guān)節(jié)小車在階梯優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

如圖3所示，完全吻合凹凸地形，由于各段式關(guān)節(jié)可以上下彎曲的特點(diǎn)，也為階梯的跨越提供了很好的保障。

4 三段式關(guān)節(jié)小車在柵格優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)

如圖4所示，完全貼和地形，由于小車各關(guān)節(jié)具有較好的自由度，在行駛柵格時(shí)能夠完全貼和地形，其每對(duì)輪子都能夠貼著柵格底部行走，具備較好的避震性。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)仿生學(xué)設(shè)計(jì)而成，從外形上看小車像一條三節(jié)的毛毛蟲(chóng)，各關(guān)節(jié)之間是利用彈簧連接起來(lái)的，利用彈簧的雙向作用，能夠更好適應(yīng)環(huán)境，從而使小車輕松平穩(wěn)的走過(guò)障礙。車輪方面使用大輪的方案，大輪具有更大的線速度，能使整個(gè)小車的速度得到提升，使小車能輕松度過(guò)柵欄等障礙，并結(jié)合黑標(biāo)傳感器順利通過(guò)全程。

參考文獻(xiàn)

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