第7卷第5期 智能系统学报 Vol.7 No.5 2012年10月 CAAI Transactions on Intelligent Systems 0ct.2012 D0I:10.3969/i.issn.16734785.201112007 网络出版t地址：htp://www.cnki.net/kcma/detail/23.1538.TP.20120921.1541.001.html 具有拨土功能的轮腿一体化机器人结构设计 孙玉香12，曹会彬，冯勇2，葛运建2 (1.中国科学院合肥智能机械研究所仿生感知与控制研究中心，安徽合肥230031；2.中国科学技术大学信息科学 技术学院，安徽合肥230026) 摘要：针对矿井灾难环境特点，采用三维建模软件设计了一种轮腿一体化机器人.该机器人采用轮腿一体式结构， 具备了圈式机器人和轮式机器人的运动优点.分析了在不同环境下机器人采用的行进方式（即机器人步态），增强了 机器人的环境适应能力，并且设计了基于多传感器信息的运动控制系统.该系统能够完成灾难矿井下的环境探测、 信息获取以及机器人步态控制等功能，为矿难救援工作提供了重要的信息， 关键词：机器人；轮腿一体化机器人：机器人结构：拨土功能：机器人步态：多传感器系统：矿难救援 中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：16734785(2012)050409-05 Structure design on a leg-wheeled-integration robot with an earth-moving function SUN Yuxiang2,CAO Huibin',FENG Yong,GE Yunjian'2 (1.Research Center for Biomimetic Sensing and Control,Institute of Intelligent Machines,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031, China;2.College of Information Science and Technology,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China) Abstract:According to the environmental characteristics of mine disaster,this paper designs a leg-wheeled integra- tion robot by using 3D modeling software.The robot takes the structure of leg-wheeled integration,which has the movement advantages of leg robot and wheel robot,analyzes the walking method of robot in various environmental states,enhances the environmental adaptability of robot,and also designs the motion control system based on multi- sensor information.This system can fulfill various functions,such as environment detection,information acquisi- tion,and robot walking control,etc,providing significant information for the rescue work when mine disaster hap- pens. Keywords:robot;leg-wheeled-integration robot;robot structure;earth-moving function;robot gait;multi-sensor system;mine rescue 煤炭行业是我国工业生产中伤亡事故最严重的 为了使救援顺利展开，研发一款可以进入被堵 行业，严重的生产安全事故不仅造成了人民生命财 塞的空间、探测现场状况的矿难救援机器人具有重 产损失，而且影响社会安定.安全有效的应急救援对 要的意义.国内外针对矿难救授机器人做了大量的 减少矿难损失具有重要意义，矿难救援工作主要受 研究工作3]，如美国桑迪亚国家实验室(Sandia Na- 到下列因素的影响：幸存者通常被困在堵塞的空间内， tional Labs)2011年8月份展出了其新研发的Gemini- 这些空间往往过于狭小，致使救援人员无法进人：现场 Scout矿难救灾机器人，该机器人体积小，重量轻，能够 巷道机构不稳定，救援工作可能引起巷道二次坍塌，对 灵活穿过狭窄的角落，并能在土堆、石块等环境下爬 救援人员和被困人员造成伤害；矿难现场的可燃易爆 行，以及把幸存者拖至安全区域；中国矿业大学可靠 气体容易发生爆炸，产生二次灾害等2] 性与救灾机器人研究所研制了国内第一台煤矿搜救机 器人一CUMT-1型煤矿搜救机器人，该搜救机器人采 收稿日期：2011-12-08.网络出版日期：2012-09-21 基金项目：国家自然科学基金重大国际合作研究项目(60910005) 用自主避障和遥控引导相结合的行走控制方式，能够 通信作者：孙玉香.E-mail:yxsn@im.c.cm. 深入事故矿井，探测前方的火灾温度、瓦斯浓度、灾害