RecurDyn成功案例：多履带式城市侦察机器人虚拟验证

侦察机器人正在多种行驶环境中执行任务。其中，由于城市行驶环境中存在很多楼梯，侦察机器人的爬楼梯性能是重要因素之一。在爬楼梯的各种方法中，使用副履带的方法可以增加履带与楼梯接触的面积，提高接触力，提高爬楼梯性能。另外，在平地行驶时，将副履带向上旋转，提高一般行驶和旋转时的效率。开发该形式的侦察机器人的一个研究小组利用RecurDyn的履带工具包，轻松地对包含复杂履系统的机器人进行建模，并利用它有效地验证了爬楼梯性能。

▎仿真过程

① 快速准确地建立复杂的履带组件

② 定义履带与楼梯间接触参数

③ 用直观、简单的数学表达式定义机器人各部件的运动

④ 计算驱动和爬楼梯所需的扭矩，用于确定适当的电机容量

▎关键仿真技术

• 专用UI可快速装配履带系统，实现快速建模

• 高速计算履带板和楼梯间接触的接触算法

• “Function Expression”用于复杂动作的数学建模

▎工具包

•  RecurDyn/Professional

• RecurDyn//TrackHM

▎工程问题

• 需要提前验证新概念机器人能否完成任务

• 由许多履带链节组成的复杂机器人模型

• 楼梯和履带板之间的复杂接触条件

• 需要模拟原地转弯和攀爬等复杂动作

• 难以估计驱动机器人的适当电机容量

▎解决方案

• 通过高保真履带虚拟模型进行不同驾驶场景下的仿真

• 履带组件专用的快速自动接触检测算法

• 机器人驱动力矩的定量估计

▎结论

• 早期阶段使用虚拟模型验证新设计

• 确定行驶和爬楼梯所需的电机容量以及能耗

• 确认机器人运动的极限条件

• 仿真结果为以后的设计改进提供指导

▎其他应用场景

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