燃气动力弹跳机器人的设计与试验研究

来源：机械工程学报杂志2016年第11期北京时间：

作者：左方睿, 王化明, 栾云广, 朱剑英, 王振, 黄青云

单位：1. 南京航空航天大学机电学院 南京 210016; 2. 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室 杭州 310027

摘要：以可燃混合气体为动力源,设计了一种燃气动力的弹跳机器人,包括弹跳驱动器和轮式运动机构。弹跳驱动器采用双活塞燃烧室结构及磁力锁紧机构,有效减小驱动器体积,有利于驱动器复位和废气排除。轮式运动机构包括车身和蜂窝车轮,车身作为驱动器载体,蜂窝车轮用于机器人落地缓冲。对车轮的径向、周向和切变模量进行等效计算,采用铁木辛柯梁理论对车轮进行静力分析,计算结果与试验数据吻合;利用LS-DYNA对车轮落地碰撞进行仿真,分析了落地冲击能量消耗。对机器人的弹跳运动进行规划,弹跳越障试验表明机器人可直接越过或跃上障碍物,验证了机器人的弹跳运动能力。该弹跳机器人的研究为提高地面移动机器人的未知复杂地形适应能力提供了一种可行的技术方案。

关键词：弹跳机器人,弹跳驱动器,蜂窝车轮,燃气动力,运动规划；

基金资助：国家自然科学基金(51305209)、流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金(GZKF-201406)和南京航空航天大学基本科研业务费(NS2014047)资助项目