轮腿式机器人

轮腿式机器人
1.作品介绍
机器人身躯两边各有三条腿，为对称分布，中间腿的运动平面较前后腿外移一段距离，在减小机体前后端横向结构尺寸的同时，可有效避免前、中、后三条腿之间的互相干涉，使机器人运动步态组合更为方便。

仿真效果示意图
2.所需材料
机械加工基本原材料
电子元器件
3.原理示意图
1）如图所示机械本体及细节示意图，该机器人的每一条腿分别由两个单足和联轴器组成。

两个单足分别成180°对称安装在联轴器两侧。

之所以将机器人的足部设计成弧形，主要是弧形足部具有以下优势：①弧形结构在机器人从“卧”到“站”的过程中，受力点更接近电机回转轴，减小了电机负担；②比起直杆式足部，弧形足部的触地面积更大，防滑性能更好；③在遇到复杂地质条件的地形时，例如石缝、滩涂，直杆式足部容易陷入其中，难以自拔，使得机器人进退维谷，而弧形足部却能降低这种风险。

2）如图所示轮腿机器人运动步态分析
3）硬件控制系统设计
硬件系统由移动式控制平台、嵌入式分布控制系统和多传感器信息融合系统组成。

如图所示。

4）软件控制系统设计
控制系统软件是控制系统的核心，它主要完成调度、协调系统各个硬件模块的工作，实现信息整合、任务分配、运动管理等功能。

控制软件系统由机载系统软件和总控平台软件两大部分组成。

4.创新点
设计与研制了一种新型小尺寸、轻体重、多用途的轮腿式机器人，以“移动式控制平台+嵌入式分布控制系统+多传感器信息融合系统”，实现了机器人的三角步态运动和自主避障探测的主体功能。

在对该机器人功能特点和运动要求进行详尽分析的基础上，结合抽象仿生学的原理，阐述了仿生步态的实现方法，开发了上位机人机交互系统和基于ARM的嵌入式运动控制系统，探索了多轴伺服运动控制技术，在控制、反馈各环节之间以及机器人视觉系统中采用了无线数据通信方式，实现了机器人的远程遥控，并辅助以超声波探测器阵列，以多传感器信息融合技术配以实时避障算法和数字图像处理技术实现了机器人的自主运动
及探测，使该机器人真正成为高技术的综合体，能够完成多种特殊使命。

仿真分析和样机实测表明，该机器人具有良好的越野行驶能力和稳定可靠的控制性能。

5.作品仍需改进之处
1）机械加工精度有待进一步提高以使其具有更好的装配精度，使其动作更协调；
2）在六轮的同步控制方面有待进一步提高。