● 摘要
针对复杂的未知非结构环境，设计了一种新型变结构轮腿混合式机器人。它是一种根据需要可通过机构的变化，实现功能和构态变化的机器人。这种机器人综合了腿式和轮式机器人的优点，并结合可变宽（窄）的车身机构和可调整的车身高度，使其可以更好地适应复杂的环境。对此变结构机器人的结构设计进行了详细的阐述，又对不同构态时机构自由度进行了分析，并且给出了几种典型的变形构态。研究了此变结构机器人处于轮式探测车模式时的运动学模型，根据假设的纯滚动理想条件，给出了轮式探测车的运动学算法，并设计了仿真程序进行验证。使用串并联机构综合分析的方法，研究了此变结构机器人处于腿式步行机器人模式时的运动学，给出了腿式步行机器人的运动学算法。对腿式步行机器人的步态规划进行了研究，提出了步态规划的几个原则，设计了两种稳定的腿式步行机器人运动的静态步行方式，并进行了仿真验证。研究了此变结构机器人轮腿结合运动的轮滑问题，并简单分析了轮腿结合的速度问题，并对速度公式进行了推导。建立了基于ADAMS下的仿真模型，对文中所研究的问题进行了仿真验证。最后，研制了变结构机器人的物理样机，并进行了初步的实验验证。