针对当前变形轮式移动机器人的变形轮姿态调节、下台阶缓冲等问题,基于机械自锁原理,设计了一款新颖的变形轮式移动机器人。借助“推杆”与“平面螺旋副”间的自锁作用,设置升降式万向轮机构,有效地解决了变形轮“轮片回缩现象”,优化了系统的机构控制。该机器人具备可升降的万向轮机构,可有效保证系统的越障能力,降低下台阶过程中的冲击作用。通过对轮子半径、中心距等关键结构尺寸进行设计,提高了机器人的越障稳定性。仿真分析验证了设计方案的有效性。

设计了一种变形轮移动机器人,通过控制舵机来实现轮式结构和三轮辐弧形腿式结构之间的相互转换。应用变形轮工作原理,对其进行了运动学建模和越障能力的分析,运用Adams软件对变形轮移动机器人进行越障能力的动态仿真,验证了运动学分析的正确性,并得到了位移、速度、加速度的运动规律曲线;运用Abaqus软件对其进行有限元仿真,得到了应力应变图及振型图。分析表明,该移动机器人强度、刚度及振动满足设计要求。研究为变形轮移动机器人的理论研究提供了重要参考。

针对现代机器人爬越障碍物相对困难的问题,提出一种新型变形轮式爬楼越障机器人的设计方案。根据变形轮的受力进行分析,构建机器人的爬楼越障运动模型,并利用几何关系对模型进行求解。结合常见障碍物的形状尺寸（如楼梯）,分析变形轮式爬楼越障机器人的综合尺寸,使机器人的变形轮可实现圆轮式和变形轮式的移动变换。最后对样机进行实验,实验结果显示该爬楼越障机器人的变形轮具有较高的机动性和较强的越障性,且可适应不同复杂程度的路况。