履带式海底观测行走机器人规划

  文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ６ ） １ ２ － ０ １ ４ ０ － ０ ２

  广阔的海洋约 占地球外表的 ７ １ ％，蕴藏着丰厚 应性。履带式海底行走机器人 中最具代表性 的是美 Ａ Ｒ Ｉ 研 究所 研 制 的 Ｒ ｏ ｖ ｅ ｒ 观测 机 器人 。根 据 已 的油气 、 矿藏、 生物 、 动力资源。树立海洋观测体系是 国 ＭＢ 人类研讨探究海洋 、开发和使用海底资源的重要手 有海底机器人行走体系研讨可知 ：履带式行走 体系 段之一。 海洋观测体系由海洋实验室 、 海洋观测节点 具有较好的杂乱环境适应才能 ，适用于海底环境下 和岸 基 站组 成 ， 海 底 观 测是 海 洋 观 测 中 的重 要 环节 ， 的作业使命。 现在 ，关于履带式海底行走平 台行进功能 的研 究首要集 中在各种形式的集矿机上 ，国内对海底履 测节点中的重要装备［ １ 】 。 海底观测机器人可 以带着仪器设备对洋底 生态 带式机器人的研讨首要会集在海底集矿机上。戴瑜 体系进行取样及监测 。装备机械手可以完结观测 网 等人对履带与模仿沉积物之间的剪切应力一剪切位 相关设备 的组成及查验 、对海底地质地貌打开研讨 移 及 压力一 沉 陷关 系 进行 了确 定 ，为直 线 行 驶 动 力

  能 自主 行走 于海 底 的 观测 机 器 人是 海 洋 实 验室 和 观

  ６ １ 。陈峰 、 韩冷飞等人树立 了水 并传输相关数据信息等 。 此外 ， 观测机器人还可用于 操控研讨供给了参阅［ 下集矿机防滑运动学模型 ，可是对斜坡转向及水动 海底管道建造范畴 ，担任对海底石油管道等设备进 行定时的监测和健康保护。海底外表属 于稀软底质 力影响未作进一步剖析。

  图 ２ 拟 采 用 的 海 底 直 线 行 驶 打 滑 率 控 制 模 型

  履 带 式 海底 观测 机 器 人 选用 如 图 １ 所 示 的 橡 胶 履带 ， 其 外 形 结 构呈 梯 形 ， 该 外 形 结 构 可以 提 供 足 够 的攀 爬 力 ，进步 机 器 人 的越 障能 力 和 杂乱 地 形 适 应 能 力 。每 侧具 有 四个 承重 轮 ， 承 重轮 与 机器 人悬 架 之 问装 有扭 转 绷簧 ， 可 以缓 冲 来 自地 面 的冲 击 和振 动 。 左 右 侧 轮 各 装有 一 个 驱 动轮 和 一 个诱 导 轮 ，其 中驱

  海底观测机器人全体尺度远小于集矿机 ，其 对 运动速度及行走功率 的要求都不 同于集矿机 ，并 且 稀 软底 质 及 洋 流 环境 对 机 器人 行 走 性 能 的影 响亦 不

  针对海底凹凸不平的地貌特 现在 ，用于完结海底行走使命 的机器人首要包 同于海底集矿机。因而 ， 规划 出能行走于稀软底质环境 的机器人 ， 如图 １ 括腿 式 和履 带式 两 种结 构 。腿式 结 构 中 ， 由韩 国海 洋 点 ，

  Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎ ｏ ． １ ２， ２ ０ １ ６

  环 境 ，随机 干 扰 下履 带 式 海 底 观测 机 器人 在 稀 软 底

  质环境下快速行进极易发生滑移 、 转向违背 、 车体倾 ２ 履 带式海底观 测机器 人结构规划 及打滑 率 翻等问题 ， 因而 ， 需求规划合理的海底观测机器人行 控 制 走组织 ， 然后保证海底观测使命的顺畅履行。

  制 ，为 进 一步 提 高 海 底 机器 人 行 走性 能 提 供 了理论

  参阅文献 ： ｆ １ ］ Ａ ． Ｌ ． Ｆ ｏ ｎ ＇ ｅ ｓ ｔ ａ ，Ｂ ． Ｅ ． Ｉ ￣ ａ ｖ ａ ｌ ａ ，Ｄ ． Ｓ ． Ｓ ． Ｌ ｉ ｍｂ ，Ｐ ｅ ｌ ｆ ） Ｉ ． ［ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｅ ｅ ｖ ａ ／ ｕ

  收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ９ — ０ ５ 王伟 明助创 基金项 目： “ 海底 观测机器人规划 ” 项 目编号（ ２ ０ １ ５ ０ １ ６ ） ； 宁波市 自 然科 学基金项 目“ 根据柔性仿 生吸附单元 的水 下 四 足爬 壁机器人行走研讨” 项 目编号 （ ２ ０ １ ４ Ａ ６ １ ０ ０ ８ １ ） 作者简 介 ： 徐 协（ １ ９ ９ ４ 一 ） ， 男， 浙江金华人 ， 学生 ， 研 究方 向为机器人结 构设 计 ； 尚伟燕 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 女， 山东烟 台人 ， 副教授 ， 博士， 研讨方 向： 机器人动力学操控 。

  摘 要： 为提 高稀软底质环境 下机 器人行走性 能 ， 规划 了履 带式海底观 测行 走机 器人 渠道， 给 出打滑率操控模型 ， 提 高观

  测机 器人 直线行走 功率， 为海底行走观测机 器人 的建 立供给 了理论依 据。 关键词 ： 机 器人 ； 海底观 测； 打滑率

  技 术研 究 院研 制 的 Ｃ ｒ ａ ｂ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｃ Ｒ ２ ０ ０水 下 行 走 机 器 所 示 。

  人【 ２ Ｉ ３ １ ， 如图 １ 所示 ， 已完结水下 ５ ～ ７ ｍ深 的水 域测 试。 履带式机器人具有较强的地上适应才能 ， 在峻峭 地势 、杂乱环境下有着较高的越障才能和 杰出 的适