履带机器人行走及越障能力分析研究 .pdf

2018NO.14科技创新导报

工业技术ScienceandTechnologyInnovationHerald

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2018.14.095

履带机器人行走及越障能力分析研究①

韩捷孙奇珍曾文凡

(广州供电局有限公司广东广州510620)

摘要：电缆通道巡检机器人，其采用关节履带结构，实现机器人在电缆通道上自由行走，并具备强大的越障能力。由于质

心的位置影响着机器人的越障能力，因此本文所讨论的越障器人的摆臂运动也会对质心即越障能力有一定的影响。运用

现代优化设计方法和质心的运动方程，考虑到摆臂的原始姿态以及各个运动位置的约束条件，更充分地分析越障能力，

进一步推导出越障的最高高度,为履带机器人的结构优化设计的姿态控制提供了理论依据，并且对越障能力进行了实验测

试，从而验证了之前推导的正确性。

关键词：履带机器人越障能力运动学

中图分类号：TP24文献标识码A：文章编号：1674-098X(2018)05(b)-0095-04

履带机器人具有良好的越障能力，地下通道中电缆的的关系有较为系统的研究，理论上比较成熟，探索机器人

检查大多是依靠人员检测完成的，近年来逐渐有用机器人结构参数与越障性能之间的内在关系，为四履带双摆臂机

检测来代替人的趋势。实际情况中电缆的铺设距离长，管器人的结构优化设计提供理论依据。

道结构复杂，障碍较多，电磁屏蔽等，这些无疑都给环境本文运用运动学知识对典型的履带机器人中的摆臂履

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监控器的设计带来了难度。若不能有效地解决这些问题，带式机器人的越障能力进行了分析。利用四履带双摆臂

在面对突发情况时则只能安排人员进行巡检，存在很大的机器人对一级台阶越障性能进行了实验测试，从而验证

安全隐患。在这样的现实需求下，对越障检测机器人的研理论推导的正确性。

究已经成为一个热点课题。1履带式摆臂机器人的结构

履带机器人的主要难点在于越障能力。履带机器人各关节式履带机器人由于其结构紧凑及重量较轻的优

有自身的优势，但是还具有局限性，履带式机器人分为固势，可以更好地适应环境的复杂性，故常被应用于电缆巡

定双履带式机器人、四履带双摆臂机器人和六履带四摆臂检。本文所论述的履带式摆臂机器人主体由铝合金加工

机器人。考虑到履带机器人能够翻越障碍，因此履带机器而成,包括可控云台在内总重为14kg。其设计上采用的全封

人常(见图1)被用作电缆巡检机器人。闭式结构能使其具有IP68标准的涉水和防水能力。履带

目前，履带双摆臂机器人的越过障碍性能和结构参数式摆臂机器人的动力由两个直流电机分别驱动两后驱动

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