基于VCM概念的轮式移动机器人自适应机构设计及研究

项目针对自适应越障机构进行了机理研究和机构的构型综合，给出了改进这类机构越障性能的有效方法，并提出了多种新型的自适应机构。对其中一种自适应机构进行了优化设计和对比，并搭建样机进行了一定的实验研究。实验结果表明这种自适应机构对不同地形都有较好的通过性。通过对VCM概念的应用范围进行扩展，发现了一种利用摆动实现前进的驱动方式。由于可用于自适应越障的现有VCM机构很少，所以在对四杆类VCM机构性能研究的同时，也进行了VCM机构的构型综合研究。以基于约束和自由度线的图谱法为工具，结合模块化子链的思想理念，提出了可以实现VCM机构统一构型综合的普适性方法。这种方法将约束空间中的约束线作为选择子链的依据，再对子链进行组合，综合得到了多种新型VCM机构。最后，就行了柔性VCM机构的研究，将具有虚拟转动中心作为VCM机构的主要特征，提出了一种基于柔性VCM模块组合的构型综合方法。基于VCM概念，提出了一种簧片型柔性机构伪刚体建模方法，可简单准确快速地计算出复杂柔性结构的刚度、精度等特性。该方法比传统伪刚体模型适用的变形角度更大，精度更高。.本项目在自适应越障机构、并联机构、柔性机构等方面进行了创新性的研究，得到了多种构型综合方法，并成功得到了一些新机构。这些成果将对自适应移动机器人以及并联机构学、柔性机构学等方面的研究起到一定的推动作用。