题目：一种便携式轮腿机器人的设计与研究

轮腿式机器人是通过合理地优化轮式机器人和腿式机器人各自的特点，弥补各自的不足，而设计出来的一种兼具轮式机器人和腿式机器人优点的机器人。本文设计的轮腿式机器人体积小、重量轻、便携性好，在野外环境探测方面拥有广阔的应用背景。本文主要从方案设计、结构设计、运动分析、控制系统设计、实验分析等几个方面来介绍便携式轮腿机器人的研制的过程。主要工作内容如下：(1) 本文对设计指标进行分析，确定了一种新型的独立轮腿式结构的设计方案。创造性的将伞式开合机构应用于机器人的车轮设计之中，设计出了结构紧凑、直径可变的伞形车轮，此种车轮既拥有很强的地形适应性又可以保护机器人内部结构。采用三维建模的方法对机器人的腿部结构做出优化设计，使之满足了便携性和轮腿运动协调性要求。(2) 根据机器人特有的结构形式，设计出机器人轮腿协调运动的运动步态。对不同的步态进行机构简化以后，先采用D-H建模的方法对机器人进行运动学的分析，再通过运动学反解的结果来指导机器人关节转角的规划。完成运动学分析之后，采用ADAMS软件对运动规划的结果进行了仿真验证。(3) 根据功能需要设计了机器人的控制系统。本机器人的控制系统由上位机软件、下位机控制系统及无线通讯系统组成。本控制系统采用模块化设计，大大减小了电路板的面积，便于实现机器人的紧凑性设计。(4) 本文根据机器人爬坡性能、运动速度、运动稳定性、控制性能等性能指标设计了各种实验，实验的结果证明本文设计的机器人可以很好的满足设计要求。本文还通过实验分析总结出了一些机器人性能和机器人运动参数设置之间的关系，为机器人的实际应用提供了参考依据。