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电子机械工程２００６年第２２卷第２期
６０Ｅｌｅｃｔｒｏ—ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２ｏｏ６．Ｖｏ１．２２Ｎｏ．２
关节式履带机器人的爬梯性能研究
陈慧宝，李婷，徐解民
（上海大学机电工程与自动化学院，上海２０００７２）
摘要：爬梯能力是关节式履带机器人的重要越障性能指标，针对爬梯过程中质心变化规律和运动过程
中机体的稳定性等方面进行分析，并通过对爬梯过程进行运动学仿真实验，优化参数，提高设计的可行
性及运动过程的平稳性。
关键词：关节式履带移动机器人；爬梯；运动学仿真
中图分类号：ＴＰ２４文献标识码：Ａ文章编号：１００８—５３００（２００６）０２—００６０—０４
ＡＳｔｕｄｙｏｎＳｔａｉｒ．ｃｌｉｍｂｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｏｆＡｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ．ｔｒａｃｋｅｄＭｏｂｉｌｅＲｏｂｏｔ
ＣＨＥＮＨｕ－ｂｉａｏ，ＬＩＴｉｎｇ，ＸＵＪｉｅ－ｍｉｎ
（ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｎｉｔｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｎｓｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔａｉｒ－ｃｌｉｍｂｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｉｓｏｎｅｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｂｓｔａｃｌｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｒｏｂｏｔ．Ｂｙａｎａｌｙ－
ｚｉｎｇａｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｃｅｎｔｅｒｏｆｍａｓｓｄｕｒｉｎｇｓｔａｉｒ－ｃｌｉｍｂｉｎｇ，ａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｏｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓ
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易保持稳定的姿态。文中以关节式履带机器人为研究
０引言
对象对其爬梯运动性能进行研究。
机器人的爬梯能力是移动机器人的重要越障性能关节式履带机器人的爬梯运动１
指标，传统的履带式机器人虽然能够完成上述任务，但
是体积较大。特殊车轮机构亦有发展，例如采用行星由上海大学精密机械工程系研制的关节式履带机
轮机构，该结构所用零件和马达较多，重量较重，机械器人其基本组成如图１所示，由前摆臂和主车体构成，
效率较差，所爬台阶高度大致为行星轮板高的三分之采用后轮驱动。
二。腿式移动载体（一般以连杆机构或者气动机构较机器人通过调节摆臂关节角度适应地面的变化，
为常见）是另一类爬梯机构方案，模仿人类或其它动爬梯过程如下：首先，机器人根据障碍高度选择一定的
物腿部运动，该类机构较容易跨越障碍物，安稳地上下初始关节角度，如图２（
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