自主创新全地形机器人设计

摘 要：机器人是当今世界多种高新尖端技术的载体和集合体，其研发、制造和应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。结合2016江苏省机器人自主创新――探索者全地形机器人大赛，设计并制作出一种能够适应多种场合（包括通过窄桥、台阶、管道和栅格地面等）的全地形机器人。希望在未来能够置身于各种复杂的环境，并完成艰巨的任务。

关键词：自避震；全地形；自主创新

1 自避震小车设计方法及创新点

自避震小车的设计灵感来源于月球车，月球车设计的独特轮子能克服重重障碍，既不打滑，也不翻车。基于月球车轮子机构的独特性，设计一款自避震小车，它的特点是有独特的驱动结构、有独特的轮子构造、有独立的驱动能力和有强大的行动力，完全能够应付复杂的地形。小车设计以六轮驱动为基础，其中前四轮作为一个整体进行驱动，提供较强的驱动力。前四轮基于月球车方案，采用悬挂系统方案，而后两轮始终与地面接触，提供稳定的驱动力。能适合斜坡、阶梯、栅栏等地形，提升整个小车的行动力、驱动力、稳定性。设计构思如图1所示。

2 自避震小车在独木桥优点体现

前四轮作为一个整体，在上下坡过程中具有较大的驱动力。而后两轮起到驱动辅助作用，使小车在爬坡或下坡过程中起到稳定作用，使小车能在独木桥具备走直线的功能。如图2所示。

3 自避震小车在阶梯优点体现

前四轮作为一个整体，使其具备了足够大的跨越阶梯的动力，同时在上下阶梯过程中还可以根据地面类型自行调整高度。而后两轮始终与地面接触，提供稳定的驱动力。如图3所示。

4 自避震小车在栅格优点体现

如图4所示，自避震小车可以说是完全针对栅栏的地形而设计，任何时候都有一对轮子（前、中、后）在栅栏棱线处接触，提供行动能力。

5 结束语

该方案参考月球车底盘结构，采用舵机六轮驱动，将前轮和中轮用金属板固定，后轮可以根据地面类型自行调整高度，并且可以在小车经过复杂路面时始终与地面保持接触，大大增强了小车在崎岖路面的通过能力。传感器方面，选用4个灰度传感器，最大限度的提高了整车在寻迹和管道中的精事屎腿荽砺剩并且在算法上不断优化，最后拿出了最满意的作品。

参考文献

[1]袁银瑶，卢亚平.“探索者”全地形机器人创新设计[J].探索科学，2016，34（6）：195.

[2]卢亚平，宋天麟.传感器与虚拟仪器实验室建设与教学[J].实验室研究与探索，2015（9）：111-114.

[3]卢亚平，宋天麟.应用型本科机电专业实践性教学环节研究[J].职业教育研究，2012（9）：115-116.

作者简介：潘一帆（1995-），江苏常州，本科，机电工程。

徐鹏飞（1995-），江苏南通，本科，机电工程。

*通讯作者：卢亚平（1982-），男，硕士，研究方向：控制工程、实验管理。