复杂地形下物体快速机运行进的原理与方法.pdf

维普资讯 复杂地形下物体快速机动行进 的原理与方法 孟宪伟(黑龙江省牡丹江水泥集团计控址牡丹江157041) ／rnII1 编者 按 ：孟竞仆同志的置杂地形下轴饿快速机动扦进的原理与方击“文章。肢分祈常见的接触型地面移动方式八 手 ．讨论 了在 蔓素地彤下糟悻快速扦进 的可椎性与理论特征 ，提 出了一种新 型车轮错柏 ，即变辐 车轮 。 蝻者认为变辐车轮 的站构设计量杂 ．制造成奉高，一时难烈类现，是否有这种特珠场告的特殊需求，也较难说 清，但在迎 接知识拄弃到来的夸天 谊文悻现 了一种创新岳雏 ．这是十分可贵的。因此 ，曲丰富奉刊 内容特 色，决定 予d发表 ，愿虎让 广大读者 ，肢 中得 到一 点启迪 摘要：奉文从 目前 已有的各种接 触型地面移动方式八手 ，讨论 它们在复杂地形下快速机动行进的可能性 ， 然后通过分析快速运动物体所应具有 的理-}旨特征 ．提 出了一种 崭新 的地面移动方式 ，井进一步涉厦 了利用这 一 方式工作 的 自动控制 系统的简要 蛄构和基奉算击 。 美奠词 ；复杂地形 ．快速机动 ．变辐车轮 ，机嚣人丰 。 f球 缸功f；盟 一 般来说 ，采用肢体与地面相接触 的生钎移动方式有 这三类移动方式各有其优点和缺点 ，下面侧重拄术实 蠕动 、爬行 、步行和跳跃等几种 ，此外 ，人类还发 明了轮式、 施 的角度探讨一下哪种方式更适合 于物体在复杂地形下 履带式等机械行进方式 ，总观所有这些接触型的地面移 动 的 鎏 垫盘堂 方式 ，我们可阻把它们归结为三大类 ，即步行类、滚动类 和 我们这里所说 的复杂地形 ，指 的是宣外尤其是野外对 弹跳类 。其 中步行类 的特征是 以机体的特定部 位交替接 于人而言基本上无需攀援和跳 跃 即可 向任意方 向直线前 触地面 ，通过改变这些部位 的相对距离使整体不断前进 ， 进 的地形 ，其 中直立型障碍 的垂 直落差小 于 1m，非耐压 如上述 的蠕动 、爬行、步行等 ；滚动类 的特征是 以机体或其 型 障碍 的驶 向跨度 小于 1m．大面积斜坡 的倾 角 小于 45 ． 局部作为滚动悻 ，借助滚动体与地面 问的滚动摩擦获得前 倾斜方 向随意 。这几种地形可 以纵横交错 ．但要求地表 的 进时动力 ，如上述 的轮式行进 、履带式行进和特定情况 下 属性简单 明显 ，坍塌 、下陷、滑动、粘连等的程度轻 微 ，从而 滚动前进 的生物等 ；弹跳类 的特征是依靠 瞬间的爆发力使 保证机器视觉能够迅速准确地铡算相对高度和安垒可靠 机体 向斜上方完垒腾空，在重新落 回地面 的短暂时间里在 地选择落脚 点 。 承平方 向上越 过一 段距 离 ，对 于某 些 昆虫和 高等动物来 在三种移动方式 中首 先耍排除弹 跣类 ，因为我们 知 说 ，这 也是一种经 常采 用 的移动方 式 。 道 ，采用这种方式行进 的动物 ，比如袋 鼠，有着 巨大 的能量 从动件端部 形状对 凸轮机构 从动件运 动性 能 得到满足工作要求且运动性能较好的凸轮机构 ； 的影响的研究表明 ，在不 改变 凸轮轮廓 曲线 的基 (4)凸轮机构从动件的端部形状 ，在 凸轮机构 础上 ，改变从动件的端部形状 ，就 可以改变 凸轮机 优化设计 中可作 为一种设计变量参与 ，获得更加 构从动件的运动性能 ，对改变从动件 的速度和加 优越的设计 结果 。 速度 的最大值 (绝对值 )有较大 的影 响 。通过讨论 可 以看 出： (1)圆形和平底端部形状的从动件 ，仍然保持 传统的滚子从动件 和平底从动件 的优点 的 同时能 够改善凸轮机 构从动件的运动性能 ； (2)选择适 当的从动件端部形状和尺寸 ，就可 田5 b=2O时尖雇和平鹰移动从动件的蠡动接 田 以在一定 的范围内较大幅度地减小从动件 的速度 和加速度 的最 大值 ，这对给现 成凸轮配置从动件 ， 获得从动件 的较 好 的运 动性