輪足復(fù)合式機(jī)器人是高科技產(chǎn)品的典型，是人們設(shè)置指定的程序通過中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人橫移、越障或爬坡，跨溝、轉(zhuǎn)彎等多種功能的高科技智能化產(chǎn)品。它可代替人類在某些領(lǐng)域力所不能及的地方實(shí)現(xiàn)特定的任務(wù)和功能，能在有害環(huán)境下代替人類工作，偵查，排險(xiǎn)等，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

本文主要進(jìn)行了輪足復(fù)合式機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。輪足復(fù)合式機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)由直流電機(jī)、編碼器和短臂、長臂、輪子等部分組成，可按預(yù)定程序運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)橫移、越障、爬坡、跨溝、轉(zhuǎn)彎等功能。控制系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)主要是選擇合適的PLC中控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)合理的PLC控制流程圖，通過中控系統(tǒng)調(diào)節(jié)各個(gè)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速來使輪足復(fù)合式機(jī)器人實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，爬坡，拐彎，越障等功能。

關(guān)鍵詞：輪足復(fù)合式機(jī)器人；智能化；控制系統(tǒng)；

本次設(shè)計(jì)的輪足復(fù)合式機(jī)器人采取的方案是：采用鑄鐵剛度好的鑄鐵機(jī)架作為主體，通過車輪電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)，通過程序控制各個(gè)車輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎，通過渦輪裝置實(shí)現(xiàn)電機(jī)的自鎖從而控制機(jī)器人的輪足的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的越障跨溝等等功能，總之，輪足復(fù)合式機(jī)器人是人們設(shè)置指定的程序通過中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人橫移、越障或爬坡，跨溝、轉(zhuǎn)彎等多種功能。

為了使機(jī)器人能夠順利地跨越一定寬度的障礙物，應(yīng)該將輪足的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可以越障的結(jié)構(gòu)。

考慮到四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為簡單，在這里我們選擇四連桿機(jī)構(gòu)（圖1）作為輪足復(fù)合式機(jī)器人的越障機(jī)構(gòu)，最主要的一點(diǎn)就是平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)更容易控制機(jī)構(gòu)的角速度，這對于機(jī)器人的整個(gè)的控制來說是最大的優(yōu)點(diǎn)。

設(shè)計(jì)平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，將每一組輪足設(shè)計(jì)成長臂和短臂連接。并且長臂和短臂在同一平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其平面在車身的側(cè)面，該機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度。由于機(jī)構(gòu)具有自鎖的特點(diǎn)，所以當(dāng)機(jī)器人越障時(shí)，只需要控制電機(jī)的轉(zhuǎn)停和速度既可，而當(dāng)機(jī)器人需要移動(dòng)時(shí)，控制輪足的電機(jī)不讓它轉(zhuǎn)動(dòng)而車輪電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)就行了。

作為地球上最成功的運(yùn)動(dòng)生物，多足昆蟲則以其復(fù)雜精妙的肢體結(jié)構(gòu)和簡易靈巧的運(yùn)動(dòng)控制策略，輕易地穿越了各種復(fù)雜的自然地形，甚至能在光滑的表面上倒立行走。因此，將多足昆蟲的行為學(xué)研究成果，融入到輪足復(fù)合式機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制中，開發(fā)具有卓越移動(dòng)能力的輪足復(fù)合式機(jī)器人，對于輪足復(fù)合式機(jī)器人技術(shù)的研究與應(yīng)用具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

輪足復(fù)合式機(jī)器人地形適應(yīng)能力強(qiáng)，具有冗余肢體，可以在失去若干肢體的情況下繼續(xù)執(zhí)行一定的工作，適合擔(dān)當(dāng)野外偵查、水下搜尋以及太空探測等對自主性、可靠性要求比較高的工作。