轮腿式车轮设计与仿真毕业设计(6)

用户自定义函数利用编程语言来定义元素或者特定的输出，具有库函数所没有的通用性和灵活性。用户自定义函数通过程序设计语言 ( Fortran 或 C) 来定义 ADAMS不能提供的函数，使之按照用户的需求而量身订作。且通过连接用户自定义函数，不会失去 ADAMS的任何功效，也不会降低仿真速度。

当下列情况时， 通常会使用用户自定义函数：

1）数学函数很难表达。

2）需定义多用户使用的函数或用于和其他程序进行交换。

3）需要控制复杂仿真运行时，以及需要作决策逻辑时。

ADAMS是一个功能强大的分析软件，同时也是一款灵活多变的分析软件，通过与其他支撑软件的结合，可以对复杂的模型进行分析，不仅涉及到了机械部分，而且也促进了控制部分的设计。实现了对产品的全方位的设计优化，提高了产品的设计效率和质量同时降低了设计的成本。从各方面来说，虚拟样机都不失为一种强有力的工具[19]。

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轮腿式车轮设计与仿真分析

第3章 轮腿式移动机器人驱动方案设计

3.1引言

移动机器人是一种能够与外界环境交互的智能系统，在有障碍物的环境中能够面向目标自主运动，从而完成一定作业功能的机器人系统。用于军事侦察、反恐防暴等危险作业的小型地面移动机器人以其体积小、成本低、生存能力强、运动灵活等特点成为移动机器人研究领域的又一热点。由于其工作环境复杂多变，很多时候要求机器人不是避开障碍或复杂地形，而是要越过并适应它。所以，研究开发具有越障功能的小型地面移动机器人以适应各种结构化、非结构化环境是非常必要的。与传统的以研究机器人智能、决策等为目的而开发的轮式移动机器人相比,在机动性、越障能力、集成设计等方面出了许多新的或挑战性的理论与工程技术问题。

3.2设计要求

课题要求对机器人腿式和轮式移动原理进行了解和掌握，在此基础大对两种移动方式进行综合，设计出一种适合野外非结构环境短的移动机器人驱动装置，机器人能够在复杂路面大行走、具有较强的越障能力。在机械CAD环境短设计驱动装置的总体方案和结构，各种机电元件进行选型设计，并对机器人越障行为进行分析与研究。

设计技术要求：

（1）每个轮子独立驱动，采用环境适应能力好的六腿式结构。

（2）重量短于45Kg ，外形尺寸长度不超过800mm，宽度不超过600mm。

（3）机器人最大移动速度10Km/h，具备越障和爬坡能力。

（4）要求能够翻越250mm高的障碍，能够爬15°的斜坡。

3.3轮腿式机器人结构方案选择

3.3.1轮腿配置方案的选择

轮腿式移动越障机器人依靠轮与腿的共同作用来行使与越障，因为其翻越障碍时需要很好的平稳性，所以考虑用对称的结构对轮腿式机器人的平衡性有很大的帮助，在所考虑的四轮腿式和铝六轮腿式机器人中，显然，六轮腿式较四轮腿式有着更好的平衡性与抗震性，故选用六轮腿式结构。

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轮腿式车轮设计与仿真分析

3.3.2轮腿式机器人的结构方案选择

因为在行使的过程中，轮腿机器人是需要越障行使，其越障机构的形式就是我们研究的重点，如何分配这六个轮子，每个轮子是什么样的驱动，怎样控制其越障，各个轮子在越障时实现怎样的动作也是我们应该考虑的。设计时考虑了两种形式机构：

1) 摇臂-转向架式六轮腿式行使机构，结构简图如图3-1所示，其结构有两个独特之处：(1) 各轮有独立控制转机构；(2) 通过差速齿轮轴连接两侧行使机构，并将机器人机体与差速轴箱体固定。

图3-1 摇臂转向架式六轮腿移动机器人的结构简图

2） 独立驱动六轮腿式移动机器人驱动机构

该机构简图如图3-2所示，本机构的六个车轮为独立驱动，每个车轮都有各自的直流电机驱动，另外，每一条腿都有一个独立的直流伺服电机驱动，且配有增量编码器

[20]。每一条轮腿构成一个独立的伺服驱动系统

图3-2 独立驱动六轮腿移动机器人

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