偵察機(jī)器人正在多種行駛環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。其中，由于城市行駛環(huán)境中存在很多樓梯，偵察機(jī)器人的爬樓梯性能是重要因素之一。在爬樓梯的各種方法中，使用副履帶的方法可以增加履帶與樓梯接觸的面積，提高接觸力，提高爬樓梯性能。另外，在平地行駛時(shí)，將副履帶向上旋轉(zhuǎn)，提高一般行駛和旋轉(zhuǎn)時(shí)的效率。開發(fā)該形式的偵察機(jī)器人的一個(gè)研究小組利用RecurDyn的履帶工具包，輕松地對(duì)包含復(fù)雜履系統(tǒng)的機(jī)器人進(jìn)行建模，并利用它有效地驗(yàn)證了爬樓梯性能。

▎仿真過程

① 快速準(zhǔn)確地建立復(fù)雜的履帶組件

② 定義履帶與樓梯間接觸參數(shù)

③ 用直觀、簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式定義機(jī)器人各部件的運(yùn)動(dòng)

④ 計(jì)算驅(qū)動(dòng)和爬樓梯所需的扭矩，用于確定適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)容量

▎關(guān)鍵仿真技術(shù)

? 專用UI可快速裝配履帶系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速建模

? 高速計(jì)算履帶板和樓梯間接觸的接觸算法

? “Function Expression”用于復(fù)雜動(dòng)作的數(shù)學(xué)建模

▎工具包

?  RecurDyn/Professional

? RecurDyn//TrackHM

▎工程問題

? 需要提前驗(yàn)證新概念機(jī)器人能否完成任務(wù)

? 由許多履帶鏈節(jié)組成的復(fù)雜機(jī)器人模型

? 樓梯和履帶板之間的復(fù)雜接觸條件

? 需要模擬原地轉(zhuǎn)彎和攀爬等復(fù)雜動(dòng)作

? 難以估計(jì)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的適當(dāng)電機(jī)容量

▎解決方案

? 通過高保真履帶虛擬模型進(jìn)行不同駕駛場(chǎng)景下的仿真

? 履帶組件專用的快速自動(dòng)接觸檢測(cè)算法

? 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)力矩的定量估計(jì)

▎結(jié)論

? 早期階段使用虛擬模型驗(yàn)證新設(shè)計(jì)

? 確定行駛和爬樓梯所需的電機(jī)容量以及能耗

? 確認(rèn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的極限條件

? 仿真結(jié)果為以后的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供指導(dǎo)

▎其他應(yīng)用場(chǎng)景

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