履带式核应急机器人攀爬台阶性能分析★程根茂1，2，唐德文1，2，张德2，3（1.南华大学机械工程学院，湖南衡阳421001；2.核设施应急安全技术与装备湖南省重点实验室，湖南衡阳421001；3.南华大学资源环境与安全工程学院，湖南衡阳421001）摘要：针对核事故环境中核应急机器人的越障能力特点，设计了倒梯型履带式核应急机器人。与普通型履带结构相比，该机器人具有强越障性同时结构更加简单紧凑。张紧装置在机器人越障过程中可时刻让履带处于张紧状态，并且可以有效减小机器人所受到的冲击力。在此基础上，以攀越台阶为例对机器人进行数学模型计算分析，分析了机器人越障的临界条件与最大理论值。并用RecurDyn动力学软件建立仿真模型，对比分析机器人越障能力的理论值和仿真试验值，分析张紧装置对机器人爬越台阶稳定性的影响。结果验证了最大理论高度的准确性，为研究核事故环境下机器人越障性能提供了参考。关键词：履带机器人强越障稳定性中图分类号：TH16；U462.1；N94文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）02-0001-04引言在核事故环境下进行应急作业，核应急机器人的应用极为重要。而考虑到核事故环境的特点，要求机器人具备攀爬包含楼梯、障碍物等地形的强越障能力，这也是机器人能否顺利到达作业点最重要的要求之一。结合核事故环境下机器人作业的特点[1]，核应急机器人行走系统需要有着较好的越障能力和稳定性。并且强越障性与稳定性也是机器人行走系统的关键性能指标。结合核事故环境下作业地形特征，核应急机器人常用履带式行走系统[2]，履带式机器人相比于其他行走机构在越障能力、速度、结构复杂程度等方面都有一定优势[3]。机器人的结构设计、环境特点等因素都会影响履带式机器人越障稳定性[4-5]，其中在结构设计中，结构参数的选取对机器人的越障能力有着较大影响，所以选择合适的履带式行走系统非常重要。国内外对各种机器人越障性能分析、越障倾翻稳定性分析等方面进行了相关的研究[6-10]。其中在国内外较著名的是美国iRobot公司研制的Warrior履带式核应急机器人[11]、日本千叶工业大学研制的Quince系列机器人[12]、中国辐射防护研究院研发的遥控式探测机器人[13-14]等。但是由于技术不太成熟，履带式机器人仍有些技术难点迫待解决，如结构复杂、不易转弯、机动性差等。因此，本文建立一种类似倒梯型履带式核应急机器人，研究分析机器人在攀爬台阶的越障性能。首先，理论分析机器人攀爬单极台阶时的最大理论越障高度，并通过给模...
