对六轮机械人的研究.docx

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对六轮机械人的研究

六轮机械人越障能力的相关研究

一、分析课题（课题的新颖点或技术要点）

近几年来，自然灾害频发，地震、矿难都会造成众多的人员伤亡与经济损失。

在灾后抢救工作中，对伤员的救援确实是一项重要的工作。

固然，灾后环境错综复杂，这对救援工具的要求是一种挑战，同时对灾后生命的探测也是一个很重要的问题。

基于这两点，我想研究简易的智能救援六轮机械人，能较强的适应地形并翻越障碍。

二、选择检索工具

1.【维普资讯】中文科技期刊数据库

2.【中国知网】CNKI系列数据库

3.【万方数据】万方数据知识效劳平台

三、确信主题辞

六轮驱动智能机械人原理方式应用

四、制定检索策略（编写检索式）

机械人*智能*六轮驱动*（原理+方式+应用）

五、检索结果：

一、相关文献信息如下

1.【题　名】一种六轮矿难救援机械人的结构设计与仿真分析（来自：

维普数据---功效）

【作　者】王忠民张朗胡滨马博

【机　构】西安邮电大学,陕西西安710121

【刊　名】矿山机械.2021（10）.-117-121

【ISSN号】1001-3954

【CN号】41-1138/TD

【页　码】117-121

【馆藏号】93975X

【关键词】六轮机械人结构设计RecurDyn仿真

【分类号】TP242

【文　摘】移动性是救援机械人的关键性能之一，针对复杂的煤矿井下环境对搜救机械人移动性能和越障性能的要求，提出了一种六轮探测机械人平台。

利用UGNX和RecurDyn对六轮机械人模型进行了设计与仿真对照，分析了几种六轮机械人正常行驶和跨越台阶进程中的稳固性，并对该机械人平台自适应地面的能力进行了分析。

仿真结果说明，该平台不仅可充分发挥轮式机械人优良的移动性能，而且能够不借助差速机构实现六轮自适应复杂地面环境。

2.【题　名】六轮机械人小车的转向特性研究（来自：

维普数据---功效）

【作　者】金龙李文锋李斌

【机　构】武汉理工大学物流工程学院,武汉430063

【刊　名】武汉理工大学学报：

交通科学与工程版.2020（4）.-703-706

【ISSN号】2095-3844

【CN号】42-1382/U

【页　码】703-706

【馆藏号】92026B

【关键词】转向特性动力学仿真

【分类号】U461.6

【文　摘】提出了一种新型的六轮机械人小车.通过必然的假设条件,成立其转向时的动力学模型,而且取得了小车转向横摆角速度和质心侧偏角这2个重要指标与小车车轮转角之间的传递函数.利用MATLAB的simulink工具箱对其进行时域特性仿真,通过改变小车的纵向行驶速度,比较仿真结果得出小车的转向特性随小车的行驶速度转变的一样规律.给出了比较适合的小车行驶速度.

3.落款:

非平整地面六轮腿式自主移动机械人越障特性分析与研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

万宏

文献来源:

南京理工大学

关键词:

六轮腿式自主移动机器人;非平整地面;越障;静态稳定;动态稳定

摘要:

本文主要研究非平整地面六轮腿式自主移动机器人的越障运动学、动力学建模与控制的问题。

根据移动机器人在复杂环境下的工作要求，研制出可变形行走机构的六轮腿式自主移动机器人。

建立了平整地面与非平整地面扰动及越障的运动学模型，着重分析了六轮腿式自主移动机器人越障原理和越障静态稳定性。

提出了静态稳定性判据，用该判据分析了所研究机器人局部自主越障运动的移动性和稳定性问题，并且对稳定性问题中的车轮悬空现象进行了初步探索。

建立了基于车体坐标系下六轮腿式自主移动机器人主摇臂与副摇臂等效两关节机械手的模型，并研究了位姿反解问题。

建立了非平整地面扰动动力学模型及越障动态稳定性判据。

最后设计了六轮腿式自主移动机器人越障...

发表时间:

2006-05-01

4.落款:

六轮独立驱动无人车下位机操纵系统研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

胡晖

文献来源:

上海交通大学

关键词:

自主导航;;独立驱动;;轮式滑动转向;;CAN总线;;VxWorks;;电池管理系统

摘要:

自主导航移动机器人是一种没有驾驶员但可以自主行走的机器人，多用来代替人类完成一些危险、繁琐的任务，目前在战争和公共交通中都有应用。

本文结合当前国内外对自主导航移动机器人的研究现状，提出了适合本课题的研究方案，经综合分析采用了六轮独立驱动移动平台机构、上位机系统完成自主导航、下位机系统完成底层控制的总体方案，并进行了系统设计。

本文完成了下位机控制系统的研究开发，主要包括以下几个方面：

第一，分析任务要求，提出总体设计方案，并对其机械结构系统、上位机控制系统和下位机控制系统三大部分进行了论述。

第二，进行了下位机系统设计。

下位机系统需要控制六个驱动电机、一组动力电池和一个直流电...

发表时间:

2013-02-01

第一责任人:

胡晖

5.落款:

一种新型六轮全地形移动机械人的设计与研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

王福德

文献来源:

沈阳理工大学

关键词:

全地形移动机器人;;UG;;ADAMS;;控制系统;;越障性能

摘要:

随着社会的发展和科技的进步，全地形移动机器人研究越来越受到广泛的关注，其在军事、深空探索、自然灾害救援和野外科考作业等各个领域内彰显实力，发展前景不可估量。

全地形移动机器人技术涉及到力学仿真、机构设计、智能控制、多传感器融合、环境感知、视觉导航、路径规划与追踪等各个方面。

在充分研究国内外各种先进全地形移动机器人的基础上，本课题研制了一台地形适应能力和越障能力出色的全地形移动机器人，并申请了国家发明专利，该机器人具有一定的创新性和实用价值。

本文通过对六轮全地形移动机器人的结构设计、运动学仿真、智能控制、计算分析以及实验研究，验证了该移动机器人具有极强的地形适应能力、卓越的越障性能（能够翻...

发表时间:

2011-12-22

第一责任人:

王福德

6.落款:

六轮救援机械人实验装置虚拟设计与运动分析（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

王军;李明;马东海;

单位:

中国矿业大学信息与电气工程学院;

文献来源:

煤矿机械

关键词:

救援机器人;;虚拟设计;;越障能力;;运动分析

摘要:

设计并实现了具有较好越障性能及适应能力较强的六轮救援机器人实验装置,使用UG进行了虚拟设计,并进行了实物装配和越障能力的运动分析;该设计对于机器人结构设计和系统优化有着较强的借鉴意义。

发表时间:

2013-08-15

7.落款:

虾形六轮移动机械人研制及其越障性能优化（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

张吉亮

文献来源:

山东科技大学

关键词:

移动机器人;;轮式移动机构;;四杆机构;;ADAMS;;越障分析

摘要:

行驶机构是各种移动机器人最基本和最关键的环节,提高其越障能力将使机器人能够更好地适应复杂探测环境,尤其是对煤矿机器人、月球探测车、排爆机器人具有十分重要的研究意义。

本文对移动机器人行驶机构的国内外研究现状进行了分析,在此基础上提出了一种越障能力较强的虾形六轮移动机器人行驶机构。

该行驶机构由头部四杆机构、腹部壳体、侧翼平行四边形机构和尾部四部分组成。

首先分析了虾形六轮移动机器人头部四杆机构垂直越障的基本条件,并用速度瞬心法得到了头部四杆机构的设计方法,得出了头部四杆机构各杆长参数所需要满足此基本条件的关系式。

然后对其头部四杆机构、腹部壳体、侧翼平行四边形结构及...

发表时间:

2009-05-01

第一责任人:

张吉亮

8.落款:

六轮移动机械人包容地形研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

乔凤斌;谢霄鹏;杨汝清

单位:

上海交通大学机器人研究所;上海交通大学机器人研究所;上海交通大学机器人研究所上海200030;上海200030;上海200030

文献来源:

机械设计与研究

关键词:

关节轮式移动机器人;;奇异地形;;包容地形

摘要:

分析了六轮机器人的四种常见地形:

台阶、凸台、壕沟、楼梯的几何参数与机器人自身参数的关系,得出了这些地形能够成为机器人的包容地形的限定条件。

在机器人的行为决策中,为其选择越障还是避障提供了依据。

发表时间:

2004-10-30

9.落款:

悬臂式六轮移动机械人越障性能研究（来自：

中国知网数据---功效）

10.作者:

邹吉炎

11.文献来源:

中南大学

12.关键词:

悬臂式六轮移动机器人;虚拟样机;越障;结构优化

13.摘要:

钴结壳的开采因其分布环境的复杂，不能沿用锰结核开采设备，必须研制钴结壳开采专有技术和设备。

作为采矿设备的关键技术之一的行走装置，行走于地形十分复杂和恶劣钴结壳的富集区域，必须具备有优良的可行驶性，机动性，牵引性，稳定性和可靠性，良好的附着性能和爬坡、越障、避障能力。

行走装置作为钴结壳开采系统中的载体，它的正常行驶与否，直接决定着钴结壳开采的成败。

而行走装置中技术难度最大的是行走机构和悬挂装置，它们将对行走装置的行驶性能产生至关重要的影响。

故行走方式和悬挂装置以及作业平台的研究显得尤为重要和突出。

越障是衡量机器人或者采矿车行走机构和悬挂装置地...

14.发表时间:

2006-11-01

15.第一责任人:

邹吉炎

10.落款:

六轮腿自主移动机械人结构设计和模糊操纵技术研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

方岗

文献来源:

南京理工大学

关键词:

模糊控制;超声波;六轮腿机器人;路径规划;运动学

摘要:

本文是以六轮腿自主移动机器人平台为基础，对自主移动机器人相关技术做了进一步的研究。

首先按照移动机器人在复杂地形环境工作的要求，设计了六轮摇臂式行走机构的总体结构和参数。

在前期研究的基础上，本文设计了六轮腿机器人的具体结构，并在文中详细介绍了其各部分的功能。

其次本文建立了机器人四轮转向系统的运动学模型，验证了机器人结构参数的合理性，为机器人运动控制系统设计和自主导航提供了必要的理论基础。

并对机器人路径规划和跟踪控制进行了研究。

再次对模糊控制理论进行了研究，设计了适用于六轮腿机器人的模糊控制系统。

文中以超声波传感器为基础，设计了机器人的障碍探测系统。

并结合模糊控制理论，对机器人的行走和避障行为进行...

发表时间:

2006-05-01

第一责任人:

方岗

11.落款:

六轮腿复合型移动机械人越障分析及机构设计（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

高英丽;吴新跃;吴镇炜;

单位:

海军工程大学;中国科学院沈阳自动化研究所;

文献来源:

机械设计与制造

关键词:

轮腿复合;;移动机构;;机器人;;越障过程;;构型分析;;机构设计

摘要:

面向无人化复杂野外环境考察及勘探的需求,以设计具有良好的机动性、通过性的自动勘察机器人为目标。

进行了六轮腿复合型移动机器人本体的抗倾翻能力分析;选取了两种典型障碍沟和坎,对六轮腿复合型移动机器人本体的越障过程进行构型分析;进行了六轮腿复合型移动机器人本体的机构设计研究,重点设计了一种可以主动转动又能被动柔顺的轮腿复合移动机构;进行了机器人性能测试试验,验证了机器人本体的可靠性和实用性。

发表时间:

2013-06-08

12.落款:

六轮自主移动机械人动力学建模与操纵的研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

江水明

文献来源:

南京理工大学

关键词:

六轮自主移动机器人;非平整地面;运动学模型;动力学模型

摘要:

本文主要研究六轮自主移动机器人行走系统动力学与控制的问题。

按照移动机器人在复杂地形环境工作的要求,设计了六轮摇臂式行走机构的总体结构和参数。

建立了移动机器人的运动学模型,基于后退方法的思想设计了可靠、稳定的跟踪控制律,使得机器人能够很好地跟踪预设的轨迹。

考虑到机器人在非平整地面上运行时轮子与地面的滑转位移,由D—H坐标变换法推导了各个车轮的正、逆运动学模型,为机械人运动操纵系统设计和自主导航提供了必要的理论基础。

本文还成立了机械人四轮转向系统的动力学模型,并深切研究了其稳态特性、动态特性和自主操纵的问题,验证了所研究机械人结构参数的合理性。

对照例操纵、常规前馈—反馈操纵和改良的前馈—反馈转向控...

发表时间:

2005-05-01

第一责任人:

江水明

13.落款:

六轮腿移动机械人运动分析及操纵系统的研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

何峰

文献来源:

南京理工大学

关键词:

轮腿式移动机器人;越障;同步补偿算法;多机串行通信

摘要:

本文研究的是一种新型摇臂—转向架势六轮腿智能移动机械人,它具有较强的地形环境适应能力和跨越障碍的能力。

文中第一对机械人机构进行了准静态分析,成立了准静态数学模型,然后依照六轮腿移动机械人的运动特性和环境特性对机械人的阻碍,研究了机械人运动的和谐性及地形适应性,尤其对机械人越障越坡行为作了深切研究,成立了各类越障行为的数学模型,为运动操纵器的设计打下理论基础。

为实现对这一复杂系统的操纵,文中重点展开了六轮腿移动机械人操纵技术的研究。

第一详细论述了环境感知系统的建模,采纳改良的D-S证据组合规那么对传感器信息进行融合处置。

然后为了实现自主运行的智能化,成立了基于模糊操纵的途径计划,并协同机械人的定...

发表时间:

2005-05-01

第一责任人:

何峰

14.【篇名】轮腿式机械人倾覆稳固性分析与仿真（来自：

万方数据---功效）

【作者】田海波,方宗德,周勇等

【作者单位】西北工业大学机电学院,西安,710072

【出处】系统仿真学报,JOURNALOFSYSTEMSIMULATION2020,21（13）

【摘要】在复杂的三维地形中,移动机械人的抗倾覆能力超级关键.针对非结构化环境对小型移动机械人的运动要求,设计了一种具有多驱动模式的轮腿式机械人.该机械人采纳对称结构,有四个独立的运动单元,能够转变多种构型.采纳动态能量稳固锥方式和倾覆稳固性指数对机械人的稳固性进行综合评判.分析了机械人变形进程中的稳固性转变,和存在路面干扰和惯性力干扰机会械人六种典型能动构形的动态倾覆稳固性.仿真实验说明,该机械人的多种能动构型有利于提高其倾覆稳固性.

【关键词】轮腿式机械人,可变构形,倾覆稳固性指数,仿真分析,非结构化环境,wheel-leggedrobot,shiftingshape,tumblestabilityindex,simulationanalysis,unstructuredenvironment

15.【篇名】六轮移动机械人爬楼梯能力分析（来自：

万方数据---功效）

【作者】乔凤斌,杨汝清

【作者单位】上海交通大学机械人研究所,上海,200030

【出处】机械人,ROBOT2004,26（4）

【摘要】研究了PBJ-01防暴机械人攀越楼梯的能力.从机械人对楼梯的几何包容、机械人重心和机械人爬楼梯进程中的最大俯仰角对机械人倾覆的阻碍等多方面考虑,得出机械人能够爬越楼梯时楼梯参数必需知足的条件.在该机械人的行为决策中,为其选择越障仍是避障提供了依据.

【关键词】关节轮,移动机械人,俯仰角,包容地形

16.落款:

六轮柔体移动机械人（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

窦瑞军;曹志奎;马培荪

单位:

上海交通大学机械工程学院!

上海200030;上海交通大学机械工程学院!

上海200030;上海交通大学机械工程学院!

上海200030

文献来源:

机械科学与技术

关键词:

柔体移动机械人;;非正交关节;;姿态

要:

提出一种由非正交关节连接的六轮柔体移动机械人概念模型,并对其进行了讨论。

机械人的每一个车轮都能够独立驱动;机械人独特的六轮柔性底盘结构提供了不寻常的关节（具有2个自由度的非正交关节）连接,以使柔体移动机械人实现转向、越障和适应三维复杂地形。

最后,文中给出了姿态操纵变量表达式

发表时刻:

2001-05-30

17.落款:

六轮腿机械人转臂关节传动装置的设计研究（来自：

中国知网数据---功效）

作者:

林志敏

文献来源:

南京理工大学

关键词:

移动机械人;传动装置;齿形修形;精度分析

摘要:

本文以六轮腿自主移动机械人作为研究平台，重点对机械人转臂关节传动装置进行了设计研究，在比较多种传动装置优缺点的基础上，采纳RV传动机构作为研究对象。

本文第一对摆线轮实际齿廓曲线进行理论分析，并对轮齿齿形进行优化修形，以保证传动中能维持多齿啮合，提高传动的平稳性。

为了保证合理的径向间隙，减少零件配合的侧隙，通过对摆线轮齿廓采纳正等距加正移距的组合方式修形，以保证加工齿廓与转角修形齿廓大体吻合，提高传动精度。

第二对传动装置的要紧零件进行了刚度分析，进行数学建模，提出了一种刚度计算的简化方式。

然后，依照转臂关节对传动效率的要求，文中对机械人转臂关节传动装置进行了效率计算，取得了传动...

发表时刻:

2007-06-01

二、课题的新颖性分析

一．关注度分析

二．新颖性分析

越障无疑是六轮智能救援机械人的突出特色。

传统的救援机械人把都放在了如何救援，而忽略了路途的险恶，致使救援机械人有去无回。

因此在越障部份需要做相当大的设计。

机械人的行走方式为六轮行走，前四轮可单独绕一支点转动。

当超声波模块检测可翻越的障碍物时或车轮碰到障碍驱动电机负载增加时，通过前四个车轮及其支架的符合转动，轻松翻越障碍。

由于六轮小车需要翻越高度不同的障碍从而完成任务就必需对小车的越障能力进行研究从而达到足够好的越障能力，去完成任务，而许多的研究报告只是进行的车体的设计并无对越障能力进行深切研究。

三、结论

结合以上17篇论文的综合分析，越障能力是表现一个智能救援机械人是不是优秀的关键所在。

而要使六轮机械人的越障能力提高要采纳虹型结构即每一个轮有单独的驱动，前四轮还可绕一个订轴转动。

当碰到障碍时，车子的前两轮会抬起从而轻松翻过障碍。

（如以下图所示）