Design and Analysis of a Novel Deformable Wheel-legged Robot

Abstract

摘要： 提出一种新型可变形轮腿式地面移动机器人，采用相同动力源实现轮式和腿式两种移动模式。将Chebyshev机构与平行四边形机构结合，提出了具有两种单自由度运动形式的单环闭链2RP3R变胞机构，进行了构型设计和运动学分析。将2个单环闭链变胞机构构造成轮腿式移动模块，进而构建一种可变形轮腿式机器人。机器人具有256种运动形式，这些运动形式均采用相同的动力源，实现多足切换，通过不同高度的空间，在曲柄与机架共线时进行移动模式切换，实现倾倒后恢复。然后，分析了机器人的移动性能，得到腿式模式下的平均越障能力和两种模式下的平均速度比。建立虚拟样机模型，完成了机器人平地行走、越障、转向和模式切换仿真试验。研制一台样机，进行了两种模式下的移动试验，验证了机器人方案的可行性。