1、1.蛇形機(jī)器人研究背景仿生學(xué)的范圍很廣，譬如是對(duì)蝙蝠超聲測(cè)距能力的模仿，而機(jī)翼使用的防震措施則借鑒了蜓蜻翅膀的結(jié)構(gòu)。仿生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)是仿生學(xué)的一個(gè)很重要的發(fā)展。人類在智慧上超出動(dòng)物很多，但在特定環(huán)境的適應(yīng)上就要比動(dòng)物差很多。雖然人發(fā)明了很多的技術(shù)彌補(bǔ)了這一不足，但明顯可以看到，艦船的靈活性比不上魚類，飛機(jī)的靈活性比不上鳥類甚至昆蟲，車輛的地形適應(yīng)性比不上四條腿的動(dòng)物。仿生運(yùn)動(dòng)的研究可以彌補(bǔ)這方面的，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生大的經(jīng)濟(jì)效益。蛇形機(jī)器人的研究可以滿足一些行業(yè)的需求。蛇形機(jī)器人由于其天生的多關(guān)節(jié)、多度，多冗余度，可以有多種運(yùn)動(dòng)模式，可以滿足在復(fù)雜環(huán)境中搜救、排除爆炸物等任務(wù)；航空航天領(lǐng)域可用其作為行

2、星表面探測(cè)器，軌道的柔性；工業(yè)上則可應(yīng)用于多冗余度柔性機(jī)械，管道機(jī)器人等方面。2.國(guó)內(nèi)外研究情況分析1）目前國(guó)內(nèi)外對(duì)蛇形機(jī)器人研究綜述近幾年來(lái)，特別是 2000 年以來(lái)，蛇形仿生機(jī)器人正在成為全世界新的研究熱點(diǎn)。其理由有二：首先，仿生機(jī)器人學(xué)正在機(jī)器人領(lǐng)域占有越來(lái)越重要的位置，而由于其自身的典型性，蛇形機(jī)器人是仿生領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向；其次，運(yùn)理特殊的蛇形機(jī)器人有廣闊的應(yīng)用情景，例如戰(zhàn)場(chǎng)上的掃雷，空間站的柔性機(jī)械，通過能力很強(qiáng)的行星地表探測(cè)器等；且其模塊化結(jié)構(gòu)和高冗余度非常適應(yīng)于條件非常惡劣而又要求高可靠性的戰(zhàn)場(chǎng)、外層空間等環(huán)境。國(guó)內(nèi)也已經(jīng)有開展這方面的研究，例如國(guó)防與沈陽(yáng)自動(dòng)化所。2）國(guó)內(nèi)外研

3、究概況a)宇航局(NASA)的 SnakeBotNASA 于 1999 年開始研究多關(guān)節(jié)的蛇形機(jī)器人，計(jì)劃在其中用于行星地表探測(cè)以及空間站工作。其第一代蛇形機(jī)器人。它采用相鄰正交的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，由計(jì)算機(jī)集中控制。該機(jī)器人能完成蠕動(dòng)前進(jìn)，游動(dòng)前進(jìn)，翻越簡(jiǎn)單物等功能。該蛇形機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，對(duì)目前的蛇形機(jī)器人結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的影響。b) 德國(guó) Gavin.H S1-S5德國(guó)人 Gavin.H 從約 1997 年開始從事蛇形機(jī)器人的研究工作，到目前為止共設(shè)計(jì)并制作了S1,S2,S3,S4,S5 五代蛇形機(jī)器人，圖 3 為 S5。其研究已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平，特點(diǎn)是：各個(gè)關(guān)節(jié)形狀尺寸不同，高度模擬生物蛇；為

4、二維結(jié)構(gòu)，無(wú)法完成三運(yùn)動(dòng)；依靠從動(dòng)輪而不是摩擦運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度很高，主要運(yùn)動(dòng)方式為游動(dòng)。c) 德國(guó) GMD 國(guó)家的 AiS德國(guó) GMD 國(guó)家也開發(fā)出了基于模塊式結(jié)構(gòu)和 CAN 總線的蛇形機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)為三維關(guān)節(jié)，每關(guān)節(jié)有三個(gè)電機(jī)及六個(gè)力矩傳感器，六個(gè)紅外傳感器，因此結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，直徑達(dá) 20cm左右。其控制方式為上位機(jī)總線下位機(jī)。目前該機(jī)器人具有速度及位置閉環(huán)，能翻越簡(jiǎn)單障礙，具有一定的反應(yīng)能力。d) 國(guó)防Ronake這是國(guó)內(nèi)最道的蛇形機(jī)器人，最初為二維結(jié)構(gòu)，依靠從動(dòng)輪前進(jìn)，長(zhǎng)約 1.5 米，重約3Kg。目前發(fā)展為三維結(jié)構(gòu)，但是依然保持從動(dòng)輪。e)沈陽(yáng)自動(dòng)化所蛇形機(jī)器人同樣采用正交串聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以

5、完成蠕動(dòng)前進(jìn)、游動(dòng)前進(jìn)、滾轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)。f ) 南航 SolidSnakeSolidSnake 在結(jié)構(gòu)上一個(gè)最大的特點(diǎn)是其模塊化/可重構(gòu)特性。并且采用“分布式底層運(yùn)動(dòng)控制中樞決策”方案控制?？赏瓿扇S運(yùn)動(dòng)，行動(dòng)靈活。但不能兩棲。g) 哈工程仿生蛇I 代仿生蛇一代在結(jié)構(gòu)上屬桿系型機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)三維運(yùn)動(dòng)，路況適應(yīng)性強(qiáng)，但體積過大?？梢环譃槎?，獨(dú)立運(yùn)行。具有一定的判斷能力和邏輯思維能力，計(jì)算機(jī)集中控制。3） 研究的熱點(diǎn)及主流方向a) 運(yùn)理德國(guó)研究者 Bernhard Klaassen 和 Karl L Paap 認(rèn)為研究基于蛇類生物的多節(jié)、多度機(jī)器人的關(guān)鍵是機(jī)器人的控制，以及一定結(jié)構(gòu)下機(jī)器態(tài)變化過程中的有效控

6、制問題。東京大學(xué)的 Luc JAMMES、Yasumasa KYODO 等人也有類似研究的報(bào)導(dǎo)。顯然，這些研究?jī)H僅是對(duì)一種運(yùn)動(dòng)原理的模擬，沒有考慮環(huán)境，而且由于運(yùn)動(dòng)支承輪的存在，此種機(jī)器人系統(tǒng)很難適應(yīng)物眾多、凸凹不平的自然環(huán)境。為此，Ibraki 大學(xué)的學(xué)者進(jìn)一步研究了蛇類生物的運(yùn)理，利用串聯(lián)桿系和行波運(yùn)動(dòng)，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)，研制成仿蛇機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)特性、控制算法、數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)論證，試圖開發(fā)其在上述環(huán)境中的應(yīng)用。Ibraki 大學(xué)系統(tǒng)工程系的 Shugen MA 進(jìn)一步研究了生物蛇行進(jìn)過程中的肌肉特點(diǎn)，比較了已有的仿蛇機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型，最后從驅(qū)動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)效率的角

7、度出發(fā)，得出了所謂仿蛇機(jī)器人的最佳運(yùn)動(dòng)波形、并將進(jìn)一步開展實(shí)際機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)械、實(shí)現(xiàn)方面的研究和探討。由于生物蛇鱗片和關(guān)節(jié)的數(shù)目相當(dāng)龐大，蛇類生物可以近似看作是一種“沒有關(guān)節(jié)、柔性的”運(yùn)動(dòng)體。英國(guó)Heriot-Watt 大學(xué)的 G.Robinson 和J.B.C.Davies 基于生物蛇高度靈活性和機(jī)動(dòng)性，進(jìn)一步提出了連續(xù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)，并通過不同形式和結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)“人工筋”研制出不包含剛性聯(lián)接和扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的的機(jī)器蛇系統(tǒng)，該系統(tǒng)有較好的環(huán)境適應(yīng)性，但也帶來(lái)了體態(tài)控制、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和難以微型化。這些問題只能在驅(qū)動(dòng)技術(shù)得到發(fā)展后逐步解決。綜上所述，基本可以認(rèn)定，現(xiàn)階段以及近未來(lái)，大多數(shù)蛇形機(jī)器人仍然是基于桿

8、系結(jié)構(gòu)模型。b）控制理論及控制方式在仿生機(jī)器人領(lǐng)域，目前大部分研究者專注于實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)動(dòng)效率，得到更加接近生物的運(yùn)動(dòng)，這無(wú)疑是仿生機(jī)器人的研究方向之一，但是很難指望在一種機(jī)械而固定的控制方式下能夠得到真正具有生物特性的運(yùn)動(dòng)，這方面的作的也只能是根據(jù)已知環(huán)境來(lái)盡可能模擬生物運(yùn)動(dòng)，盡可能提高運(yùn)動(dòng)效率。但是這樣似乎很難“非確定性環(huán)境適應(yīng)性”這一門檻，目前已經(jīng)有一部分研究者正在積極研究自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制理論，大部分研究者總的原則是試圖建立一個(gè)普適的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和一個(gè)普適的決策理論，這個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型應(yīng)該是一個(gè)時(shí)變的數(shù)學(xué)模型，包括環(huán)境與本身的關(guān)系，能夠描述時(shí)間、環(huán)境、自身狀況對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響，包含一組針對(duì)環(huán)境的傳感與

9、決策特征值（即決策控制層所需要的）。作為一種典型的控制模式，基于 CPG（中樞模式發(fā)生器）原理的機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用一個(gè)包含多個(gè)互抑制神經(jīng)元的振蕩器作為運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器，利用連接權(quán)重矩陣來(lái)描述多個(gè)振蕩器的相位關(guān)系，調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器產(chǎn)生的節(jié)律信號(hào)，以模仿生物的步態(tài)產(chǎn)生原理為基礎(chǔ)，利用CPG 和幾個(gè)振蕩器得到各種步態(tài)。同時(shí)利用傳感器對(duì)權(quán)重矩陣的影響，反映環(huán)境和自身的各種參數(shù)變化。這一思路比較新穎，且具有一定的普適性，應(yīng)該是一種很有前途的探索方向。這種方式的缺點(diǎn)在于，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜程度隨運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度成平方關(guān)系增加，且達(dá)到更好的適應(yīng)性需要大量的傳感器反饋，如何把這些反饋合理地反映到運(yùn)動(dòng)權(quán)重矩陣中去仍然

10、是個(gè)問題，這仍然需要對(duì)各種不可預(yù)見的大量模擬和實(shí)踐，以得出合理的反饋處理方式。國(guó)內(nèi)外已知各仿生機(jī)器人研究者的控制方案，基本可以分為以下三種：1） 主控計(jì)算機(jī)控制，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，采用基于“命令宏”的開環(huán)/部分閉環(huán)控制。這種方案結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，沒有下位機(jī)，上位機(jī)直接控制電機(jī)以及處理傳感器反饋，優(yōu)點(diǎn)是所有關(guān)節(jié)相互獨(dú)立，互不影響，但是這種控制律決定了其自適應(yīng)能力差，容錯(cuò)性差，結(jié)構(gòu)的改變將導(dǎo)致所有動(dòng)作必須重新設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)的癱瘓將造成系統(tǒng)的完全癱瘓。而且要求系統(tǒng)有一個(gè)高速、大容量的上位機(jī)。典型應(yīng)用實(shí)例有 NASA 的 SnakeBot。2） 利用 CPG、行為主義控制模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等分布式控制方案，典型

11、應(yīng)用如 MIT 的Brooks 的Genghis六足機(jī)器人，“Vbug”機(jī)器人等。3） 既有主控計(jì)算機(jī)，也有局部控制器，結(jié)合以上兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，這樣對(duì)主控計(jì)算機(jī)的依賴大大減小使其的微型化成為可能，可以在很大程度上彌補(bǔ)上述兩種控制方式各自的缺點(diǎn)，在需要運(yùn)動(dòng)和高度的魯棒性時(shí)主要采用方式 2，在執(zhí)行確定任務(wù)時(shí)采用方式 1 和 2的結(jié)合。3.本作品的目的在現(xiàn)有技術(shù)條件下，結(jié)合多方面成熟工藝與各界優(yōu)秀成果，將蛇形機(jī)器人功能化、實(shí)用化。4整體設(shè)計(jì)方案要求1）整體運(yùn)行時(shí)采用“分布式底層運(yùn)動(dòng)控制中樞決策”方案控制，時(shí)采用集散控制，人控為主，自控為輔。反饋實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。2）功能實(shí)用化，各模塊可用于實(shí)際。3）續(xù)航

12、能力強(qiáng)，有一定適航性。要求水陸地兩棲。4）可分散，重組，適用于不同功能，環(huán)境。5）在不損失功能的情況下，小型化，美觀化。6）多種通訊模式，以適應(yīng)不同需要。7）具有一定應(yīng)變能力，自復(fù)能力，符合魯棒性8）設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)化，不苛求創(chuàng)新性，對(duì)功能性要求強(qiáng)。9）模塊尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，底盤零件通用化。10）主尺度為長(zhǎng) 1.6m，寬 0.11m（不含），12 節(jié)。11）運(yùn)行速度大于 1.5m/s，越障 30cm 以上，可上樓梯。5整體功能要求1）自動(dòng)切換的水陸兩棲運(yùn)行方案。2）保證航速與越障能力。3）多套通訊方式：音可由無(wú)線模塊直接收發(fā)。音經(jīng)壓縮后，經(jīng)主發(fā)射接收模塊上傳。主發(fā)射接收模塊有千米以上傳輸能力。GSM 模塊輔

13、助通訊。小功率中繼臺(tái)完成各節(jié)之間通訊。4） 用成品模塊，完成GPS-GIS 聯(lián)合修正定位5） 鏡頭可變焦，抬起，旋轉(zhuǎn)，有廣闊視野。音頻靈敏度可調(diào)?？杉虞d溫度、濕度等傳感器，可根據(jù)不同任務(wù)更換。有搭載器，可搭載 80*80*80mm3 體積、500g 以下物品或子機(jī)器人8） 有超聲波測(cè)距儀或激光測(cè)距儀，有一定測(cè)量功能。9） 電機(jī)六檔電控變速。10）四個(gè)五度機(jī)器手，能完成一些持握、操作功能。11）有 5kg 起重能力的起重機(jī)，并配有離合器。12）各節(jié)之間有萬(wàn)向接頭，可在對(duì)接的情況下自動(dòng)校準(zhǔn)，并完成對(duì)接。13）有一套發(fā)電裝置，可對(duì)任一節(jié)充電。14）12 臺(tái)電腦組局域網(wǎng)的聯(lián)合控制臺(tái)，可共享數(shù)據(jù)，也可由

14、任一臺(tái)電腦控全局。6全功能運(yùn)行時(shí)，整體功能分部第一節(jié)“耳目”配有云臺(tái)、機(jī)、音頻壓縮器第二節(jié)“舵手”配 GPS-GIS 導(dǎo)航器第三節(jié)“哨兵”配探頭、溫度探頭第四節(jié)“米尺”配超聲波或激光測(cè)距儀、磁、陀螺儀第五節(jié)“閃電”配 GSM 模塊，免提通話系統(tǒng)第六節(jié)“司令”配大功率無(wú)線收發(fā)模塊，全局協(xié)調(diào)系統(tǒng)第七節(jié)“蜘蛛”配四個(gè)機(jī)器手第八節(jié)“吊車”配大功率吊車、車身固定器、吊勾彈射器第九節(jié)“寶盒”配搭載器第十節(jié)“烏賊”配發(fā)煙器第十一節(jié)“油箱”配油箱第十二節(jié)“后勤”配發(fā)電機(jī)7電子部分各模塊技術(shù)要求（1）壓縮系統(tǒng)可將 640*480 彩像壓縮到 300k/s 以下帶寬，以利于無(wú)線傳輸，體積在80*80*40mm3

15、以下。并配有解壓設(shè)備。（2）音頻壓縮系統(tǒng)可將單聲道音頻信號(hào)壓縮到 48k/s 左右，以利于無(wú)線傳輸，體積在 40*60*35 mm3以下。要求有音頻放大前級(jí)，增益可調(diào)?？刂品绞匠⒖谕猓瑱n位 128個(gè)，并配有解壓設(shè)備。（3）大功率高頻數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)要求傳輸距離一千米以上，可實(shí)時(shí)上傳和音頻信號(hào)，帶寬要求 500k/s。頻率不限。上行，下行頻率不同，不可互相干擾。下行帶寬可以窄一些，但不能低于100k/s。分蛇身和控制臺(tái)兩部分。蛇身部分體積在 80*80*80mm3 以下。天線不能高于 20cm?？刂婆_(tái)部分體積不限。（4）小功率具有中繼功能的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)要求傳輸距離 30 米以上。共 12

16、套收發(fā)裝置。使用同一頻率。采用呼號(hào)式訊。并可測(cè)出各臺(tái)之間信號(hào)強(qiáng)度。自動(dòng)算出最佳中繼方案。使用 51 單片機(jī) 33MHz晶振，C51 編寫程序。體積小于 40*30*30mm3(不含單片機(jī))19.2k/s 帶寬。（5）GPS GIS將 GPS 模塊數(shù)據(jù)、光電式二維路程傳感器數(shù)據(jù)讀入單片機(jī)。GPS 模塊地理位置精度較低，但誤差不累積；光電式二維路程傳感器地理位置精度高，但誤差累積。聯(lián)合兩種優(yōu)點(diǎn)，找出最佳算法測(cè)出、海拔、速度、時(shí)間。（6）GSM 通信模塊可用單片機(jī)收發(fā)。并且配有話筒、揚(yáng)聲器，可免提通話。不能有余力，嘗試與模塊通訊，發(fā)送。體積小于 80*80*80mm3(包括不包括單片機(jī))。電池，（7

17、）傳感部分探頭，可探測(cè) 30m 內(nèi)移動(dòng)的 1m3 以上物體的移動(dòng)。溫度探頭，可測(cè)量-有2050氣溫精度1。體積小于 60*60*40mm3(不含單片機(jī))。（8）直流電機(jī)調(diào)速器可將兩個(gè)直流30*15*10mm3電機(jī)分 6 檔調(diào)速、換向，與單片機(jī)接口電路體積小于（9） 超聲波測(cè)距儀由 51 單片機(jī)為，33MHz 晶振。發(fā)射接收探頭體積為 25*25*15。C51 編寫驅(qū)動(dòng)函數(shù)。（10） 電陀螺精度0.05以 ADXL202 為。( 11 )磁精度0.05，以霍爾元件為。有自動(dòng)補(bǔ)償傾角、固有磁場(chǎng)干擾功能。（12） 充電器鋰電池充電器，可同時(shí)對(duì) 10 節(jié)電池充電。并能平滑發(fā)電機(jī)的輸出電壓，充電效率要求

18、高。8機(jī)械部分各模塊技術(shù)要求（）升降云臺(tái)可垂直升高 80 厘米以上，有一定剛度。上部有可旋轉(zhuǎn)，抬低頭的裝置?？尚D(zhuǎn) 360，抬低90?？s短時(shí)，體積小于 80*80*60mm3。（）萬(wàn)向接頭可在對(duì)接的情況下連接，有自準(zhǔn)性?？估瓘?qiáng)度 2 千牛。有60的三維運(yùn)動(dòng)余量。（）離合器在吊車上使用，要求體積小，電控，靜態(tài)不耗能。（）機(jī)器手總伸長(zhǎng) 20 厘米以上，收起時(shí)體積 100*8*20mm3。有兩度肩關(guān)節(jié)，單度肘關(guān)節(jié)、有自鎖性指。有一定抗拉強(qiáng)度和握持力。（）搭載器容積 80*80*80mm3，有頂蓋和升降臺(tái)。單電機(jī)驅(qū)動(dòng)。（）兩棲輪為輪副、浮子機(jī)構(gòu)?？墒股碜痈∑稹］喐奔嬗袠驮秸瞎δ?。（）油管、電纜接口可

19、有各節(jié)對(duì)接后自動(dòng)連接，不泄漏。（）發(fā)電機(jī)體積小于 80*80*80mm3，功率 1.5 馬力以上的發(fā)電機(jī)。（9）箱比 1：200 的齒輪箱。體積 30*30*50mm3假想應(yīng)用方案1)科學(xué)探索在科學(xué)探索中,往往會(huì)遇到空間狹小、路況崎嶇、或者存在、有害、有放射性物質(zhì)的危險(xiǎn)環(huán)境。經(jīng)常將富有奉獻(xiàn)精神的科學(xué)家們困于險(xiǎn)境。這時(shí)，使用仿生蛇就再合適不過了。如果所要探測(cè)的地點(diǎn)比較平坦,如草原、機(jī)場(chǎng)、室內(nèi)。為提高靈活性，快速性，仿生蛇可以分成 12個(gè)子機(jī)器人獨(dú)立行走?；ハ鄥f(xié)調(diào)完成一些任務(wù)。此時(shí),航速可達(dá) 5 米/秒，越障 8 厘米，續(xù)航能力 30 分鐘?！岸俊笨梢耘臄z環(huán)境的錄象?！爸┲搿笨梢愿鞣N標(biāo)本，放在“

20、寶盒”里帶回來(lái)。如果需要到懸崖、深洞、垂直管道的環(huán)境時(shí)，可以用“吊車”把每個(gè)子機(jī)器人逐個(gè)吊下去。然后在下面組合、協(xié)作，完成各種工作。以下為示意圖：“吊車”吊起“耳目”在這種環(huán)境下，無(wú)線設(shè)備、GPS、GSM 容易收不到信號(hào)。但不要緊，每個(gè)子機(jī)器人都有信號(hào)中繼功能，使通信暢通無(wú)阻。如果要爬上很高的峭壁，“吊車”將會(huì)把它的吊鉤用彈射器彈到高處。然后自己吊起自己。爬上去之后，在吊起別的子機(jī)器人。用這種，可以實(shí)現(xiàn)高度的越障。上行高度可達(dá)一米，下行深度可達(dá) 15 米。不過這樣速度慢，通常情況下就采用組一體的方法來(lái)完成越障。這是上樓梯的最佳方案。越障高度 35 厘米，最大航速 3 米/秒。同時(shí)可以啟動(dòng)發(fā)電機(jī)

21、實(shí)現(xiàn)超續(xù)航。每個(gè)油箱可以使它運(yùn)行 10 公里以上。理論上油箱可以帶無(wú)限個(gè)。由于采用模塊化設(shè)計(jì)，任何模塊都可以隨意加減，以達(dá)到具體要求。2)軍事測(cè)繪有了這么強(qiáng)的野外探測(cè)能力，用作軍事測(cè)繪完全可以的。它可以把它的每一個(gè)路徑點(diǎn)發(fā)回來(lái)。經(jīng)處理，就能生成一份軍事地圖。它還能通過“米尺”上的測(cè)距系統(tǒng)標(biāo)定它遠(yuǎn)處的目標(biāo)。3)激光制導(dǎo)激光制導(dǎo)在如今的戰(zhàn)場(chǎng)上已經(jīng)應(yīng)用很廣了。但是，為其發(fā)射激光制導(dǎo)信號(hào)則是相當(dāng)危險(xiǎn)的事。往往由先頭偵察來(lái)完成。目標(biāo)大，容易。如果讓仿生蛇去就很合適。當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)時(shí)，可以只留下一節(jié)瞄準(zhǔn)，其他的部分返航或另作它用。這樣目標(biāo)很小。4)排爆排爆時(shí)的，但交給仿生蛇則是簡(jiǎn)單的。無(wú)論是把移開或殉爆，都能

22、作到。它也能剪斷電線，完成排爆。5)探傷維修它可以鉆進(jìn)各種管道和狹小空間完成各種工程探傷。必要時(shí)可搭載小型焊槍等設(shè)備完成修補(bǔ)。10.附錄1）科研組成班級(jí)寢室職務(wù)珂03-81212#72182834934組長(zhǎng) 總體設(shè)計(jì) 離合器設(shè)計(jì)器設(shè)計(jì) 搭載器設(shè)計(jì) 吊車設(shè)計(jì) 發(fā)煙器設(shè)計(jì) 通信總線協(xié)議 整體協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)接口卡設(shè)計(jì) 定位聯(lián)合修正算法設(shè)計(jì) GIS 地圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)02-11412#72682834765機(jī)械組組長(zhǎng) 升降臺(tái)設(shè)計(jì)02-83182527472電子組組長(zhǎng) 音頻、壓縮設(shè)計(jì) GPS、GIS 模塊設(shè)計(jì) 數(shù)字指南針模塊設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距模塊組員 微波多探頭和溫度探頭模塊組員盛中華03-61312#2

23、08網(wǎng)絡(luò)組組長(zhǎng) 控制設(shè)計(jì)02-3234#11182526469萬(wàn)向連接器設(shè)計(jì)02-7143#12082540264兩棲輪設(shè)計(jì)02-7133#11682525414機(jī)械手設(shè)計(jì)04-71510#23082563523云臺(tái)設(shè)計(jì)02-81112#52682834163大功率發(fā)射模塊設(shè)計(jì) 小功率中繼系統(tǒng)組員02-81112#52882834174小功率中繼系統(tǒng)設(shè)計(jì) 大功率發(fā)射模塊組員尋遠(yuǎn)02-821超聲波測(cè)距模塊設(shè)計(jì)02-83112#53282834176GSM 模塊設(shè)計(jì)02-831微波探頭和溫度探頭模塊設(shè)計(jì)01-1111電子水平儀設(shè)計(jì)02-432電機(jī)調(diào)速器設(shè)計(jì)02-611控制組員03-613控制組員0

24、3-613控制組員02-422GPS 模塊組員成立娟02-831GPS 模塊組員02-831GSM 模塊組員02-831GSM 模塊組員02-812大功率發(fā)射模塊組員數(shù)字指南針模塊組員柳光亮數(shù)字指南針模塊組員龔 濤02-831微波探頭和溫度探頭模塊組員02-814超聲波測(cè)距模塊組員02-823小功率中繼系統(tǒng)組員02-831音頻壓縮組員02-831音頻壓縮組員02-1113總體組組員03-71213#62982839425總體組組員03-71213#62982839425總體組組員2) 指導(dǎo)老師所指導(dǎo)的部分整體設(shè)計(jì)大功率發(fā)射模塊小功率中繼系統(tǒng)02-13112#60482834347機(jī)械加工組組長(zhǎng)

25、03-1134#52182514441機(jī)加組員03-1114#11682544474機(jī)加組員04-11110#10182563401機(jī)加組員04-1114#2018252741489010450機(jī)加組員04-11210#機(jī)加組員04-11310#機(jī)加組員04-11110#10382563406機(jī)加組員04-11110#10282535224機(jī)加組員04-11110#10382563406機(jī)加組員04-11110#10182563401機(jī)加組員04-11110#10282535224機(jī)加組員04-11110#機(jī)加組員04-11410#11482563426機(jī)加組員04-11410#118機(jī)加組員

26、04-11410#118機(jī)加組員04-11510#機(jī)加組員04-11510#12282563446機(jī)加組員雙04-13110#26882542326機(jī)加組員04-11810#機(jī)加組員劉衡山04-11210#機(jī)加組員彭正梁04-11510#122機(jī)加組員02-817總線設(shè)計(jì)02-817總線設(shè)計(jì)曾03-51313#11182839504總體設(shè)計(jì)3）各功能模塊詳細(xì)計(jì)劃書仿生蛇的基礎(chǔ)控制方案及運(yùn)動(dòng)算法傳統(tǒng)的機(jī)器人控制策略有兩種：基于固定模型的運(yùn)動(dòng)控制策略，以及基于行為的運(yùn)動(dòng)控制策略。“基于固定模型的運(yùn)動(dòng)控制策略”的是以控制為主，預(yù)先建立具體的行為庫(kù)，再通過傳感器的反饋來(lái)改變各種具體的行為以獲得某種程度

27、的環(huán)境適應(yīng)能力。某些這類策略還具有根據(jù)反饋修正原有運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)模型的能力，比如采用遺傳算法的機(jī)器人控制策略。這類策略的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，從控制模型上來(lái)講，這類策略都試圖建立單一的 FSM（finite semachine，有窮狀態(tài)機(jī)）以模擬生物高度復(fù)雜、且原理上尚未完全探明的運(yùn)動(dòng)決策過程，這就決定了這類模型的實(shí)際性能。由于狀態(tài)有限且預(yù)設(shè)規(guī)范有限，這類模型只可能在已知環(huán)境中行動(dòng)，只可能具有相當(dāng)有限的自適應(yīng)能力?！盎谛袨榈倪\(yùn)動(dòng)控制策略”是一種按照行為主義控制理論設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。生物常常是依靠各神經(jīng)節(jié)的相互作用來(lái)完成運(yùn)動(dòng)，而非大腦控制（事實(shí)上很多生物沒有大腦或大腦很不發(fā)達(dá)）也可達(dá)到很高的自適應(yīng)性。這

28、可認(rèn)為是一種不經(jīng)過思考的智能：基于這種“無(wú)思考智能”的控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性和自組織的特點(diǎn)，在高度非確定性的場(chǎng)合和非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中具有比較良好的適應(yīng)性。此種控制方式缺點(diǎn)是其狀態(tài)機(jī)耦合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)復(fù)雜，且不適于完成一些高度確定數(shù)字指南針微波探頭和溫度探頭模塊電子水平儀壓縮設(shè)計(jì)音頻壓縮設(shè)計(jì)GISGPS 設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距模塊設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)控制云臺(tái)機(jī)械手萬(wàn)向連接器升降臺(tái)離合器楊欣欣兩棲輪的任務(wù)，而且可重復(fù)性較差。目前未見有行為主義控制策略應(yīng)用于蛇形機(jī)器人的報(bào)導(dǎo)。在深入研究國(guó)內(nèi)外各蛇形機(jī)器人的基礎(chǔ)上，作了不少關(guān)于蛇形機(jī)器人控制方式的探索。既然傳統(tǒng)的“基于運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)控制策略以及“基于行為的運(yùn)動(dòng)控制策略”目前無(wú)法達(dá)到實(shí)用

29、化，于是一個(gè)變通的研究方向就是：運(yùn)動(dòng)層面的仿生和決策層面的人控，以利用某些生物運(yùn)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)（仿生特征），但又具有生物的智能（人工控制）。這應(yīng)該是一個(gè)非常好的取長(zhǎng)補(bǔ)短的策略，可以部分采用；但是這樣實(shí)際上增加了機(jī)器人的難度，因而限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。如能較好地綜合以上方案則可以達(dá)到較好的綜合效果。所以，首先把行為主義控制模式應(yīng)用于蛇形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器，得到了多種全新的運(yùn)動(dòng)模式。然后歸納出了結(jié)合集中-分布式結(jié)構(gòu)的蛇形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。基于運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器產(chǎn)生的多種運(yùn)動(dòng)單元，利用蛇形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型完成中樞控制邏輯，實(shí)現(xiàn)了一種“分布式底層運(yùn)動(dòng)控制-中樞決策”的控制模型。技術(shù)特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)算法：1) 基于行為

30、的運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器按照行為主義理論，生物沒有、規(guī)劃、控制全身各部分運(yùn)動(dòng)的中心控制系統(tǒng)，是根據(jù)身體各部分的不同反應(yīng)，將一些局部看來(lái)漫無(wú)目標(biāo)的動(dòng)作為有意義的生物行為，這種行為簡(jiǎn)單但有意義。這種“無(wú)思考智能”具有實(shí)時(shí)性和自組織的特點(diǎn)，在高度非確定性的場(chǎng)合和非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中具有比較良好的適應(yīng)性。著名的應(yīng)用了行為控制理論的機(jī)器人有 MIT 的 Brooks 教授帶領(lǐng)一個(gè)小組研究的的Genghis六足機(jī)器人，“-I”機(jī)器人，以及Los Alamos 國(guó)家的 Vbug 系列機(jī)器人等。仿生蛇的運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器即是根據(jù)這一理論設(shè)計(jì)的。通過大量實(shí)際觀察和對(duì)的分析，發(fā)現(xiàn)蛇類生物的運(yùn)動(dòng)行為有這樣兩個(gè)特點(diǎn)：a） 蛇類生物的運(yùn)

31、動(dòng)有很大一部分具有簡(jiǎn)單的重復(fù)性，即運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的動(dòng)作，但是該動(dòng)作沿蛇體的卻可以形成非常復(fù)雜而有效的行為；b） 蛇對(duì)外界刺激的反饋常常表現(xiàn)為單一的反應(yīng)，比如昂起頭等。但是這種反應(yīng)并非一成不變，它常常是一個(gè)單一的動(dòng)作，但是帶有時(shí)變的參數(shù)和由當(dāng)前狀態(tài)決定的參數(shù)。這二者結(jié)合，了蛇大部分的行為。運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器按（1）式（見下文）中特征設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞，采用了如下的信號(hào)傳遞機(jī)制：首先，中樞控制器給出動(dòng)作樣本和執(zhí)行關(guān)節(jié)，放到系統(tǒng)總線上；對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)收到動(dòng)作指令后立即執(zhí)行，并且把執(zhí)行完畢標(biāo)志反饋給中樞控制器；中樞控制器再命令順序相鄰的關(guān)節(jié)執(zhí)行此動(dòng)作，得到執(zhí)行完畢標(biāo)志，依此類推。動(dòng)作傳遞過程中一

32、直沒有離開中樞控制器，這是由 RS-485 的單主機(jī)特性決定的，RS-485網(wǎng)絡(luò)中各從機(jī)不能直接互相通信，只能通過主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。事實(shí)上，在這個(gè)機(jī)制中，運(yùn)動(dòng)一旦發(fā)生就不再需要中樞控制器的干預(yù)。實(shí)際上的邏輯是，某個(gè)關(guān)節(jié)受到激勵(lì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并把此運(yùn)動(dòng)傳遞到相鄰的關(guān)節(jié)，相鄰的關(guān)節(jié)以一定時(shí)序完成類似運(yùn)動(dòng)（參數(shù)可能不同），再傳給下一關(guān)節(jié)，依此類推，從而形成（1）式（見下文）的運(yùn)動(dòng)，這就是運(yùn)動(dòng)發(fā)生器的工作過程。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)這樣的運(yùn)動(dòng)雖然可以多樣化而協(xié)調(diào)，但是缺乏自適應(yīng)能力。原因有二：a )是沒有考慮外部的反饋；b )是沒有一個(gè)時(shí)變的反映（比如反復(fù)嘗試某動(dòng)作失敗后更換新的行為）；因此運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器還應(yīng)加入外部環(huán)境的

33、，即傳感器的反饋（傳感器為微動(dòng)開關(guān)和各關(guān)節(jié)的角度傳感器）。在運(yùn)動(dòng)傳遞的過程中，各關(guān)節(jié)在執(zhí)行動(dòng)作前，先根據(jù)本關(guān)節(jié)處的傳感器情況計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)，再執(zhí)行動(dòng)作。中樞控制器負(fù)責(zé)處理全局的傳感器，并把根據(jù)決策邏輯得出的運(yùn)動(dòng)修正指令發(fā)給各關(guān)節(jié)，以完成對(duì)特定情況的集中控制。加入描述時(shí)間影響的參數(shù)和外界信號(hào)的參數(shù)，在實(shí)驗(yàn)中得出仿生蛇運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器的數(shù)學(xué)描述。2)蛇形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器數(shù)學(xué)描述及中樞控制器簡(jiǎn)述如果把蛇體抽象為一桿數(shù)為N 的桿系，可以把上述包含外部反饋參數(shù)、時(shí)間參數(shù)的運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器描述如下（設(shè)運(yùn)動(dòng)從零時(shí)刻開始）：K(N,t) = K(N-1,t-(t) + C1*(C2*t*(t-1) + C3*

34、L(t-1)( 1 )當(dāng)前狀態(tài)上一個(gè)相位狀態(tài)外界信號(hào)修正值前次動(dòng)作修正值其中:a ) K(N,t)為 t 時(shí)刻第N 節(jié)的狀態(tài);(這里的狀態(tài)包括位置、速度、加速度以及相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速等參量)b ) C1 為權(quán)值，代表當(dāng)前狀態(tài)與以前運(yùn)動(dòng)結(jié)果的關(guān)聯(lián)度，C1*(C2*t*(t-1)綜合描述了外界信號(hào)對(duì)蛇體動(dòng)作的影響；c ) (t-1)為上一時(shí)刻蛇體接受到的外界信號(hào)的函數(shù)，此參數(shù)描述了蛇體的外界信號(hào)接口，并且補(bǔ)償由于時(shí)間流逝造成的外界影響越來(lái)越大，以至于當(dāng)前控制命令被忽略（這個(gè)問題在試驗(yàn)的初期出現(xiàn)過，由于時(shí)間流逝造成C1*(C2*t*(t-1)項(xiàng)越來(lái)越大，以至于主要控制指令項(xiàng) K(N-1,t-(t)可忽略

35、）；d ) C2*t 為權(quán)值與時(shí)間衰減系數(shù)之積，描述了時(shí)間流逝對(duì)蛇的產(chǎn)生的影響，兩個(gè)分立動(dòng)作之間時(shí)間間隔越長(zhǎng)，前者對(duì)后者的影響也就越小，C2 通過試驗(yàn)確定；e ) C3 為權(quán)值，通過試驗(yàn)確定一組值，再在符合給定條件的時(shí)候賦給相應(yīng)的控制變量；L(t-1)項(xiàng)描述了蛇體上一時(shí)刻的狀態(tài)對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的影響。此參數(shù)非常重要，因?yàn)槟承﹦?dòng)作能否完成取決于上一時(shí)刻蛇體的狀態(tài)，比如上一時(shí)刻蛇體處于翻倒的狀態(tài)，則當(dāng)前時(shí)刻“眼鏡蛇式側(cè)移”是無(wú)法完成的，這樣就要求翻倒后 L(t-1)能趨于某個(gè)極限，這樣則 K(N,t)-K(N,t-1)，即蛇體不會(huì)動(dòng)；不動(dòng)的狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間，當(dāng)外界信號(hào)修正值C1*(C2*t*(t-1)達(dá)

36、到給定閾值且相應(yīng)標(biāo)志值為真時(shí)，L(t-1)恢復(fù)原值，蛇體自動(dòng)執(zhí)行翻身動(dòng)作，恢復(fù)正常相位；該運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器的自適應(yīng)能力表現(xiàn)為：假設(shè)遇到未知的無(wú)法逾越，它會(huì)表現(xiàn)為重復(fù)同一個(gè)運(yùn)動(dòng)模式；由于時(shí)間參數(shù)和外部信號(hào)參數(shù)的存在，時(shí)間參數(shù)和外部信號(hào)參數(shù)會(huì)影響并逐漸改變運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。調(diào)整這種改變的方向，就可以使這種運(yùn)動(dòng)的改變應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展。仿生蛇的關(guān)節(jié)也會(huì)按照協(xié)議向中樞控制器其局部傳感器的結(jié)果，中樞控制器通過決策算法調(diào)整運(yùn)動(dòng)，并調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器的改變方向，以適應(yīng)未知。例如，在地形為一個(gè)半徑較大的球臺(tái)表面的時(shí)候，由于無(wú)法預(yù)知地面特征，仿生蛇會(huì)首先按照平地的模式蠕動(dòng)前進(jìn)；但是由于蛇體中部關(guān)節(jié)的電機(jī)無(wú)

37、法承受前后兩端下墜的扭矩，無(wú)法完成運(yùn)動(dòng)要求，只能依照地形貼在地面；這樣會(huì)造成各關(guān)節(jié)的預(yù)定位置與傳感器所顯示的實(shí)際位置存在差距。因?yàn)檫@個(gè)差距，反映關(guān)節(jié)角度信號(hào)的外部信號(hào)參數(shù)會(huì)逐漸累積，并在累計(jì)到一定程度后使本關(guān)節(jié)的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)調(diào)整到不再“憋勁”的位置。這樣角度差不再出現(xiàn)，上述外部信號(hào)參數(shù)不再改變，地形適應(yīng)過程結(jié)束。中樞控制器在物理結(jié)構(gòu)上為無(wú)線總線的主機(jī)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個(gè)動(dòng)作，向各關(guān)節(jié)傳遞用于控制行為的參數(shù)，基本動(dòng)作（即傳遞的第一個(gè)動(dòng)作），并產(chǎn)生開始運(yùn)動(dòng)的信號(hào)。在必要的時(shí)候，中樞控制器可以通過發(fā)送一個(gè)控制字，完全取得控制權(quán)，以完成特定目標(biāo)。根據(jù)此公式及設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)要求，為仿生蛇的中樞控制器設(shè)計(jì)了包括蠕動(dòng)一個(gè)

38、關(guān)節(jié)、相鄰關(guān)節(jié)、固定一個(gè)關(guān)節(jié)在某個(gè)相位、放松一個(gè)關(guān)節(jié)等基本動(dòng)作(即 K(N,t)，通過（1）的簡(jiǎn)化模型：K(N,t)=K(N-1,t-dt) （2）中樞控制器把一個(gè)蠕動(dòng)關(guān)節(jié)的動(dòng)作放在仿生蛇的第一個(gè)關(guān)節(jié)后，運(yùn)動(dòng)模式發(fā)生器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)完整、平滑、比較自然的蠕動(dòng)前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)完全不考慮傳感器及時(shí)間。通過(1)式，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了仿生蛇上樓梯的獨(dú)特翻滾運(yùn)動(dòng)。此運(yùn)動(dòng)不僅包含 K(N-1,t-dt)項(xiàng)，而且包括C1*(C2*t*(t-1) + C3*L(t-1)項(xiàng)，其中 C1*(C2*t*(t-1)項(xiàng)包括位置參數(shù)和樓梯狀況，由觸動(dòng)開關(guān)和手動(dòng)輔助給出（例如樓梯開始和結(jié)束信號(hào)）。前次動(dòng)作修正值由主控計(jì)算機(jī)保存。

39、經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，這種利用行為主義控制模式產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是合理和高效的。一開始希望仿生蛇運(yùn)動(dòng)的自組織通過CPG、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，這樣會(huì)大大增加系統(tǒng)復(fù)雜度和試驗(yàn)的不可靠程度，因此采用了中樞控制器并觸發(fā)動(dòng)作，通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸各種觸發(fā)標(biāo)志和狀態(tài)字，各關(guān)節(jié)處負(fù)責(zé)具體運(yùn)動(dòng)的 MCU 來(lái)分別存計(jì)算各權(quán)值，以實(shí)現(xiàn)“分布-集中”式的方案，試驗(yàn)證明，這樣做是可行的。機(jī)器人用兩棲輪設(shè)計(jì)方案“仿生蛇”二代采用輪式滾動(dòng)推進(jìn)取代第一代多足行走推進(jìn),主要目的在于兩棲,現(xiàn)實(shí)中動(dòng)物蛇也確實(shí)涉水,倘若使第二代也具有此功能,仿生的意義將被進(jìn)一步充實(shí)和拓展,本文將圍繞兩棲輪總體部署的各零設(shè)計(jì)方略作前期實(shí)驗(yàn)性規(guī)劃,僅此

40、,其具體定型尺寸,有待進(jìn)一步研究與計(jì)算使之與蛇身相匹配.“仿生蛇”第二代總體設(shè)計(jì)中,仍采用分節(jié)獨(dú)立運(yùn)動(dòng),形成運(yùn)動(dòng)單元,利用兩棲輪驅(qū)動(dòng),可分別適應(yīng)水陸障等多種惡劣的地理環(huán)境,同時(shí)也對(duì)其設(shè)計(jì)方案提出嚴(yán)峻考驗(yàn).一,總體部署:類似輪輻延伸至輪輞以外的葉片機(jī)構(gòu)命名為輪附,定義為輪的附屬機(jī)構(gòu),其主要作用在于,水中行進(jìn)時(shí)可用做船用明輪推進(jìn)裝置;越障時(shí)可利用其增大軀體為物間摩擦;平地行進(jìn)時(shí),可自動(dòng)收縮至輪輞以內(nèi),減小振動(dòng).各運(yùn)動(dòng)單元由四個(gè)兩棲輪支撐與推進(jìn),在水上行進(jìn)時(shí),其浮要來(lái)源與輪中設(shè)置的浮筒裝置,此裝置除提供自身所需浮力外,還將承擔(dān)軀干及其它所有部分漂浮在水上所需浮力.由于浮筒裝置的設(shè)置,輪中必須有絕大部

41、分處于中空狀態(tài),而輪附的工作必須有一定的空間配合,兩者之間存在,結(jié)果是輪附勢(shì)必將浮筒分為若干獨(dú)立隔腔,各腔分別保證其所需結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,剛度,體積,重量以及密度特性.輪輞與地面間摩擦系數(shù)要保證,表面初步考慮用橡膠粘貼,其與浮筒輪附以及輪轂的整和問題很重要.二,各主要構(gòu)件基本性能要求及解決辦法.1.輪轂圖 1輪轂由于受材料限制,浮筒不可能成為主要承重件,陸上行進(jìn)時(shí),轂輻將主要承重,其剛度,強(qiáng)度要能夠承受軀干全部重量,并且有一定的耐沖擊性能,在一定的振動(dòng)情況下呢能夠安全的工作,為能夠提供更大浮力,便于軀分設(shè)計(jì),除了滿足力學(xué)性能以外,要讓其盡量輕巧,因此初步考慮選用硬鋁板材,車銑成型,可保證此項(xiàng)要求,略顯

42、的是,造價(jià)稍高,加工較復(fù)雜.2.浮筒圖 2浮筒浮筒是主要的浮力來(lái)源,不希冀其做為主要承重件,但其耐水性要格外注意,同時(shí)要求有一定剛度,一面其變形影響其他構(gòu)件工作,因此選用,但在水中的時(shí)候,水對(duì)其浮力較大,考慮到泡沫的強(qiáng)度,應(yīng)該讓其受力盡量均勻,以防止其斷裂.3主軸圖 3主軸主軸除承受輪轂輪輻同樣的載荷以外,還將作為兩輪轂的連接固定構(gòu)件,行進(jìn)時(shí)候牽引力矩也由其來(lái)傳遞,而扭轉(zhuǎn)矩勢(shì)必會(huì)引起軸向角應(yīng)變積累在兩輪轂之間,進(jìn)而引起輪沿的位移,引起輪附與軸的夾角,額外的增加其與滑槽間的摩擦,此其一;其二,由于輪體呈圓柱形,而且母線較長(zhǎng)其彎曲變形也應(yīng)該考慮,因此其剛度問題尤為重要.綜合上述三項(xiàng)考慮,決定采用輪

43、沿等分 12 段,12 根螺栓繃緊輪體的方案,見裝配圖.這樣,整個(gè)輪的剛度都可以保證,并且可以為粘貼輪輞做支撐.4輪附圖 4輪附輪附的設(shè)置是該輪的創(chuàng)新點(diǎn),制作的成功與否直接關(guān)系到各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)該考慮到這樣幾個(gè)問題.1)壓力角設(shè)計(jì)思路中,在平地行進(jìn)時(shí)候,地面對(duì)其施壓,將其退回至淪亡以內(nèi),越障時(shí)候,比如翻越臺(tái)階,則要求其有一定伸出,從而“咬”住接觸點(diǎn),增大摩擦力.輪附的伸出與回縮究竟如何實(shí)現(xiàn),在其狀態(tài)下,參看圖紙,不能伸出,伸出以后只能在輪碾地的時(shí)候回縮.知道不同的地勢(shì)地形,對(duì)輪附的壓力方向不一樣,只要在其運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)置一定的摩擦系數(shù),根據(jù)力學(xué)原理,只有當(dāng)壓力角合適的時(shí)候,回縮力才

44、能平衡摩擦力,也就是說,輪附才能回縮,而不同的壓力角對(duì)應(yīng)于不同的地形,于是該運(yùn)動(dòng)理論上就可以實(shí)現(xiàn),必要條件是摩擦系數(shù)適當(dāng),最大伸出量適當(dāng).2)驅(qū)動(dòng)“輪附”的回縮是地面施壓的結(jié)果,若地面壓力,其再伸出怎么驅(qū)動(dòng),可以增加度,比如用電機(jī)驅(qū)動(dòng),那一定會(huì)給控制程序編制帶來(lái)麻煩,且體積有限,給機(jī)械加工也帶來(lái),不劃算;因此改用彈簧彈性伸縮,壓簧不穩(wěn)定,需要為其制作導(dǎo)桿,為省卻加工步驟,用拉簧較合適.其各諸元,都應(yīng)該有實(shí)驗(yàn)獲得,否則不可靠.3）強(qiáng)度要求“輪附”在替代船漿時(shí)候，主要承受水的阻力，這個(gè)阻力很??；但是當(dāng)在陸上行走時(shí)候，就會(huì)有一些特殊情況，比如，一旦輪附回縮受阻，輪的軸心將繞其觸地點(diǎn)做轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而抬起身

45、體，這時(shí)候它就要吃力，這個(gè)力最大可以大到一節(jié)身體的重量，經(jīng)過計(jì)算，取安全系數(shù)以后，確定其厚度為 3 毫米。三，各構(gòu)件零件圖，總裝配圖（附后）四，可行性與可靠性分析1）原理的可行性:“兩棲輪”的主要任務(wù)是解決兩棲問題,既可以在陸上代替車輪,又可以在水中有類試明輪的功用,如何將二者結(jié)合起來(lái)成為關(guān)鍵問題.在水上行進(jìn)時(shí)首先要求其為機(jī)器人提供一定浮力,然后 才能在此基礎(chǔ)上由機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)提供前進(jìn) 的牽引力.類似明輪葉片的機(jī)構(gòu)將發(fā)揮作用,壓水前進(jìn);在陸上行進(jìn)時(shí),葉片由于受地面壓力回自動(dòng)回縮進(jìn)輪輞以內(nèi),代替普通車輪.綜上所述,只要解決浮力與葉片的回縮以及兩者間的,兩棲輪就可以實(shí)現(xiàn).1.浮力問題:提供浮力需要

46、排水,要求輪體有必須的實(shí)體體積,其具體尺寸要在保證自身漂浮所需浮力的基礎(chǔ)上考慮機(jī)器人的重力大小,經(jīng)過計(jì)算確定各尺寸.但有一點(diǎn)很明確,只要用于提供浮力的構(gòu)件相對(duì)整個(gè)輪體的體積比達(dá)到一定大,一定可以提供足夠浮力.2.葉片的回縮問題:理論上,葉片的回縮是由地面壓力導(dǎo)致,參看圖紙,但由于各方面原因,其伸縮方向上的摩擦系數(shù)不可能完全理想,參看正文中對(duì)“壓力角”的分析,因此安裝調(diào)試必須經(jīng)過一段過成直至其符合要求,但設(shè)計(jì)方案還是可行的.3.兩者的整合問題:浮力構(gòu)件需要體積,整個(gè)輪體幾乎完全有其來(lái)填充,這樣,它將被葉片完全或不完全地分割為幾個(gè)部分,但葉片的體積相對(duì)它來(lái)說很小,對(duì)浮力不會(huì)有大的影響,因此兩者的結(jié)

47、合也沒有問題.2）應(yīng)用的可行性:兩棲輪主要應(yīng)用于“仿生蛇”二慮到技術(shù)問題,只要接口合適,便可與之對(duì)接 ,從這個(gè)高度上講,兩棲輪的可行性足夠了.萬(wàn)向接器的設(shè)計(jì)與可行性萬(wàn)向連接器的主要作用是用來(lái)連接仿生蛇各節(jié)，使得仿生蛇能夠很靈活的分開，同時(shí)也能很合理的連接上，而且連接上以后還要使的機(jī)械手具有自鎖性能。連接與分開的過程不會(huì)嚴(yán)重影響它各節(jié)的獨(dú)立性，譬如說要避免由于作用力的分配不合理導(dǎo)致整節(jié)蛇身工作的不確定性的增加。同時(shí)還要特別提到的是，連接的與分開的過程不能發(fā)生劇烈的碰撞，所以它還要具有一定的減震性能。各節(jié)連接上時(shí)由于作用力比較大，所以又要求它具有比較好的剛度。萬(wàn)向連接器作為仿生蛇不可或缺的一部分，

48、它的設(shè)計(jì)是否合理將直接影響到它的功能的發(fā)揮以及完成任務(wù)的能力。因此下面我將著重介紹一下它的設(shè)計(jì)思路與機(jī)構(gòu)和它的制作工藝。（機(jī)械手的零件圖見附圖）整個(gè)機(jī)械手它要完成空間錐體成 60 度的空間運(yùn)動(dòng)。所以設(shè)計(jì)思路是：在一個(gè)能形成內(nèi)球的鋁或是其他金屬上完成它的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)要求和尺寸見零件圖中的尺寸，由于零件尚還有不完善之處，它只是代表了一個(gè)大概的思路，它的完善還有待實(shí)踐來(lái)證明。機(jī)械手部分的球空腔采用鍛壓成型的生產(chǎn)工藝來(lái)完成，球的直徑是 20 毫米，材料采用鋁合金或是 45 號(hào)鋼，具體的取材還要通過實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。整個(gè)機(jī)械手組合以后的尺寸是 30*30*28（25）毫米。至于為什么采用鍛壓成型的生產(chǎn)工藝，主

49、要是考慮到整體的加工難度和它的內(nèi)表面的粗糙度整體來(lái)衡量的。下面就它的加工工藝做以下的說明：取 30*15*30 的鋁合金塊或是 45 號(hào)鋼方塊進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到鍛壓溫度以后進(jìn)行鍛壓，總共要完成的零件數(shù)是 24 件。這部分完成后將對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械車削，零件 S 的A 表面需要鉆一個(gè)直徑為 5 毫米的螺紋孔。它的作用是為了使得零件S 能夠通過螺栓的連接在零件N 上做平移運(yùn)動(dòng)。同時(shí)要使得 A 便面的表面粗糙度要求是 1.6um。與之相配合的零件 S 表面的粗糙度要求也是一樣的。零件S 的加工要求見零件圖紙。在零件的A 表面的焊接一個(gè)螺母，螺母的具體尺寸還無(wú)法確定，它需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定它要多大的尺

50、寸，特別是蛇的總體質(zhì)量。同時(shí)與之相配的螺桿的具體設(shè)計(jì)是這樣的：以螺桿中點(diǎn)為分界點(diǎn)，左右兩邊的螺紋旋向相反，這樣以來(lái)，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)零件 S 就能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向相反的運(yùn)動(dòng)了，同時(shí)還利用了螺紋螺桿的自鎖性能，這樣的話，零件的設(shè)計(jì)就已經(jīng)完全達(dá)到了它的設(shè)計(jì)要求。整個(gè)設(shè)計(jì)的機(jī)械手還需要做零件強(qiáng)度試驗(yàn)，希望能夠大力支持。仿生蛇升降云臺(tái)設(shè)計(jì)原理仿生蛇升降云臺(tái)是仿生蛇的模塊、機(jī)器手基座，它主要用于承載整個(gè)觀察、操作系統(tǒng)，要求有 500 克的承載量，并且能在觀察系統(tǒng)萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，升降云臺(tái)不發(fā)生扭轉(zhuǎn)搖動(dòng)，保證很好的穩(wěn)定性。模塊移動(dòng)時(shí)不發(fā)生明顯的彎曲變形，并且在小角度傾斜時(shí)不會(huì)翻轉(zhuǎn)倒覆。因此，這要求云臺(tái)的設(shè)計(jì)保證

51、很大的強(qiáng)度，又要盡量減輕自身質(zhì)量，這就需要高性能的材料。同時(shí)，云臺(tái)能伸縮自如，這對(duì)機(jī)械加工精度要求很高。在保證該機(jī)構(gòu)優(yōu)良好的運(yùn)行情況，特采用渦輪渦桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)云臺(tái)上升?，F(xiàn)就云臺(tái)各部分的組成功能，設(shè)計(jì)要求，及加工制作方案分述如下：組成功能：該云臺(tái)由兩部分組成，一是由渦輪渦桿實(shí)現(xiàn)傳構(gòu)；該機(jī)構(gòu)由一臺(tái)直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)水平傳動(dòng)，假設(shè) X 方向運(yùn)動(dòng)，渦輪在 X=37.5cm 的水平軸上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)處在 X=3 時(shí)該機(jī)構(gòu)上升最大，當(dāng)模塊上升到最置時(shí)，云臺(tái)高度要達(dá)到 80（cm）。當(dāng) X=7.5 時(shí)機(jī)構(gòu)處于收縮最小處，該狀態(tài)時(shí)它的長(zhǎng).寬.高尺寸分別不大于 8*8*6（cm）。要實(shí)現(xiàn)云臺(tái)抻縮自如，要求渦

52、輪渦桿反復(fù)運(yùn)行，因此，直流電機(jī)要實(shí)現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)向，從而由控制渦輪運(yùn)行距離而實(shí)現(xiàn)云臺(tái)上升與下降可控性。二，上升部分是由長(zhǎng)約 8 的 12*2 組連桿鉸接而成的多連桿機(jī)構(gòu)，因此，由于連接處太多，就會(huì)產(chǎn)生很大摩擦損失，消耗功率，這要求下面的傳動(dòng)電機(jī)具備很大的功率，或者，采用特殊處理減小摩擦，云臺(tái)運(yùn)動(dòng)性能會(huì)更好。設(shè)計(jì)要求：1.為與模塊整體底盤相互安裝，因此對(duì)模塊的尺寸要求特別嚴(yán)格。當(dāng)模塊處于收縮狀態(tài)時(shí)他的長(zhǎng).寬.高尺寸分別不大于 8*8*6（cm）。同時(shí)，當(dāng)模塊上升到最置時(shí)，云臺(tái)高度要達(dá)到 80（cm）。并且，上升高度是可以控制的，可以根據(jù)不同的需求對(duì)高度予以調(diào)整。而這整個(gè)機(jī)構(gòu)由一個(gè)直流電機(jī)控制，通過，一

53、組渦輪渦桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)力的傳遞，來(lái)帶動(dòng)云臺(tái)的伸縮，云臺(tái)上升機(jī)構(gòu)工藝要求：1.為與模塊整體底盤相互安裝，因此對(duì)模塊的尺寸要求特別嚴(yán)格。當(dāng)模塊處于收縮狀態(tài)時(shí)他的長(zhǎng).寬.高尺寸分別不大于 8*8*6（cm）。同時(shí)，當(dāng)模塊上升到最置時(shí)，云臺(tái)高度要達(dá)到 80（cm）。并且，上升高度是可以控制的，可以根據(jù)不同的需求對(duì)高度予以調(diào)整。而這整個(gè)機(jī)構(gòu)由一個(gè)直流電機(jī)控制，通過一組渦輪渦桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)力的傳遞，來(lái)帶動(dòng)云臺(tái)的伸縮和云臺(tái)上升。2.云臺(tái)的整體質(zhì)量要盡量減輕，所以采用高強(qiáng)度得鋼板材料，為減輕質(zhì)量就得對(duì)連桿機(jī)構(gòu)作優(yōu)化設(shè)計(jì)。材料為 0.4 毫米厚的鋼板寬度不超過 5 毫米共 24 根。平行軸桿采用直徑 2 毫米長(zhǎng)75 毫

54、米共 6 根。加工制作：仿生蛇升降云臺(tái)是一個(gè)精確度要求很的機(jī)構(gòu)，如果有一個(gè)零件的加工出現(xiàn)誤差就會(huì)引起結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在具體的制作加工方面。主體采用模具加工。云臺(tái)兩度控制云臺(tái)是搭載激光測(cè)距儀座，頭座，機(jī)械手座之模塊，為這些儀器提供更大的適用范圍。此品主要采用蝸輪蝸桿的結(jié)構(gòu)來(lái)作為傳構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是可以得到很大的傳動(dòng)比，比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊，為線接觸，故承載能力比交錯(cuò)軸斜齒輪大得多，另外傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪音，這樣仿生蛇可以執(zhí)行更隱蔽的任務(wù)。還有蝸桿的到程角r 小于輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能有蝸輪帶動(dòng)蝸桿，這樣便于抬板穩(wěn)定在某一位置工作。而蝸輪蝸桿將縱向轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閭?cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)方可

55、以使我們的布局更合理。當(dāng)然，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)也具有一定的缺點(diǎn)：（1）齒合時(shí)相對(duì)滑動(dòng)速度v 較大，易磨損，易發(fā)熱且效率低，而對(duì)于具有自鎖性的蝸桿傳動(dòng)其效率更低。（2）為了散熱和減小摩擦，常需要貴重的抗磨材料和良好的潤(rùn)滑裝置，故成本較高。（3）蝸桿的軸向力較大?？雌饋?lái)去點(diǎn)多多，但在的設(shè)備本身的狀況下這些也便不再是缺點(diǎn)了。首先的設(shè)備轉(zhuǎn)速要求不也不大，并不要求時(shí)刻保持，因此易磨損，易發(fā)熱，效率較低情況便可忽略。也因如此便不用采用貴重的材料了，所以成本也便不再成為問題。因?yàn)樽枇Σ淮?，軸向力大也便不是問題了。用的電機(jī)是產(chǎn)的 ZGR17AL 直流電機(jī)。每分鐘轉(zhuǎn)速 15 轉(zhuǎn)。正好可以迎合的設(shè)備的要求，而起勻速、慢

56、速轉(zhuǎn)動(dòng)的特性，可以很好的進(jìn)行控制，在開環(huán)控制的情況下獲得較大的精度?？刂朴脭?shù)字化控制，利極坐標(biāo)控制（X,Y）。X 為底盤轉(zhuǎn)角。Y 為臺(tái)板的轉(zhuǎn)角。X 介于 0度到 360 度之間，Y 介于 0 度到 90 度之間。并沒有安裝測(cè)算角度的設(shè)備，通過測(cè)算電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間來(lái)推算轉(zhuǎn)過的角度，此過程在要求轉(zhuǎn)動(dòng)精度不高的情況下是一種很實(shí)用經(jīng)濟(jì)有效法。的轉(zhuǎn)盤上安裝一個(gè)觸碰開關(guān)，這樣在每次反應(yīng)前，反轉(zhuǎn)，當(dāng)碰及觸碰開關(guān)時(shí)停止，以此作為基準(zhǔn)。這個(gè)既為校準(zhǔn)的過程，此位置作為 0 度。在開始轉(zhuǎn)動(dòng)命令要求的角度。如此，可以是誤差不累加化，提高了工作精度！的電子系統(tǒng)主要是利用plcc 封裝的 51 單片機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，其優(yōu)點(diǎn)在于功

57、能全面執(zhí)行能力強(qiáng)，開發(fā)工具完善，衍生產(chǎn)品豐富，大量的設(shè)計(jì)資源可以繼承和共享。此單片機(jī)成本較低，可以反復(fù)擦寫 1000 次左右，可以在沒有仿真器的情況下進(jìn)行反復(fù)測(cè)試。有效的降低了成本，而plcc 封裝是正方形而且體積小重量輕，安裝上，其重心較為穩(wěn)定，可避免在蛇身高速運(yùn)動(dòng)，靈活轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)不必要。而運(yùn)抬要升高到很高的高度時(shí)，其承載能力較差，所以減輕重量是必要之舉。而且使用此單片機(jī)總體電路緊湊，簡(jiǎn)明，便于制作和日后維修。工作原理簡(jiǎn)述：從串口輸入坐標(biāo)值（X,Y）。經(jīng)過程序中的一套算法，其中包括蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比，電機(jī)轉(zhuǎn)速，時(shí)鐘，底座（齒輪）半徑，始終，最后轉(zhuǎn)化為電機(jī)開啟時(shí)間。仿生蛇之機(jī)械手該機(jī)械手是仿生蛇

58、“蜘蛛”一節(jié)的重要組成部分，其主要功能是對(duì)指定目標(biāo)的抓握和搬運(yùn)等操作。該機(jī)械手共有四個(gè)度，可在以其最大伸展長(zhǎng)度為半徑的半球空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。它的設(shè)計(jì)最大負(fù)載在 300 克以上。該機(jī)械手的特點(diǎn)在于運(yùn)動(dòng)的高度靈活性和可靠性，不用時(shí)，該機(jī)械手可折疊收縮，收縮時(shí)最大長(zhǎng)度將在 10 厘米以下，最大高度在四厘米以下，寬度在小于 2厘米，而工作時(shí)其最大伸長(zhǎng)尺寸可大 20 厘米左右。其控制系統(tǒng)采用極坐標(biāo)控制具有相當(dāng)高的自動(dòng)化程度，操作者只須給出操作對(duì)象的坐標(biāo)，機(jī)械手便可自動(dòng)進(jìn)行工作。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上它具有良好自鎖性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)就自械手各部分的組成、功能及加工制作方案分述如下：一機(jī)械結(jié)構(gòu)：從機(jī)械結(jié)構(gòu)上該機(jī)械手可分為手指、

59、和底盤三部分。手指是一個(gè)有電機(jī)控制的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的夾持和松放，整個(gè)機(jī)構(gòu)都固定在的下肢上。由支架、上肢和下肢組成。下肢是一個(gè)細(xì)金屬桿，與上肢鉸接并由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)控制，形成肘關(guān)節(jié)。由于上下肢的軸線不在同一條直線上，可以完全避免死鎖的發(fā)生，從而使下肢能夠在 180 度的范圍內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。上肢是兩根同樣的細(xì)金屬桿平行組成，一端與下肢相連，另一端與支架鉸接，并由一個(gè)我蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，形成肩關(guān)節(jié)，可完成 180 度范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。 同時(shí)上肢還安裝了驅(qū)動(dòng)下肢的電機(jī)。支架與底盤固接，負(fù)責(zé)支撐整個(gè)。底盤放在支座上，由一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在水平 360 度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。底盤與支座間裝有滾珠軸承，以減小磨擦

60、。二加工設(shè)計(jì)：在具體的制作加工方面。手指采用硬質(zhì)金屬絲或金屬片彎制而成，連桿機(jī)構(gòu)通過支架固定到下肢末端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)也通過一個(gè)單獨(dú)的支架固定在下肢上，電機(jī)通過一根與電機(jī)軸固接的螺桿帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)中由螺母制成的滑塊，從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)?？刂葡轮倪B桿機(jī)構(gòu)也采用同樣的設(shè)計(jì)原理，不同的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)鉸接在上肢的一個(gè)固定支架上，而螺母則鉸接在下肢的一個(gè)固定支架上，螺桿與螺母形成滑塊。上肢通過一根圓軸實(shí)現(xiàn)與支架的鉸接，蝸輪與軸固接，而蝸桿和驅(qū)動(dòng)電機(jī)則安裝在底盤上，蝸桿與電機(jī)軸固接，采用蝸輪蝸桿既保證了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)又得到了良好的自鎖性。底盤采用硬質(zhì)圓形金屬板，下方水平安裝齒輪，由電機(jī)帶動(dòng)。支架和底盤的連接可采用焊接，也