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隧道救援用履带式机器人设计及越障性能分析

         
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目的:针对隧道多发事故而人工救援能力有限的情况,设计一种地面适应能力强的隧道救援用履带式机器人.方法:该机器人采用双摆臂履带式行走结构,底盘传动系统主要由履带、驱动轮、从动轮和张紧轮构成,摆臂系统由摆动轮、摆杆与摆臂履带构成.其控制系统采用高性能工控机作为主控制器,软件采用机器人操作系统(robot operating system,ROS)设计.采用经典力学理论对机器人越障过程进行动力学分析与建模,并采用机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical system,ADAMS)软件进行机器人越障动力学仿真.对机器人进行越障实验,对所建立的动力学模型与电动机性能进行验证.结果:仿真结果表明,该机器人可以稳定爬上300 mm的障碍物.越障实验表明,该机器人能爬越250 mm高的台阶障碍物,每次完成时间在10～15 s,可满足设计要求.结论:该机器人的整体机构和控制系统具有合理性与有效性,能够满足在复杂隧道环境中稳定工作的要求.

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