1. 引言

　　近年來，全球特種機器人整機性能持續(xù)提升，智能化不斷升級。據(jù)預(yù)測，2017年全球特種機器人市場規(guī)模將達56億美元；至2020年，全球特種機器人市場規(guī)模將達77億美元，2016-2020年的年均增速12%。

　　特種履帶機器人是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進機器人。包括服務(wù)機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人等。當下，國內(nèi)特種機器人行業(yè)正面臨技術(shù)和市場的雙重挑戰(zhàn)，技術(shù)門檻高，研發(fā)周期長，同時市場又比較細分。

　　專家表示，當前特種機器人已具備一定水平的自主智能，已能完成定位、導航、避障、跟蹤、二維碼識別、場景感知識別、行為預(yù)測等任務(wù)。隨著特種機器人的智能性和對環(huán)境的適應(yīng)性不斷增強，其在軍事、防暴、消防、采掘、建筑、交通運輸、安防監(jiān)測、空間探索、防爆、管道建設(shè)等眾多領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文以特種履帶機器人為例，介紹歐瑞傳動EVD10驅(qū)動器在純電動底盤驅(qū)動上的應(yīng)用。

2. 系統(tǒng)概述

　　2.1履帶式器人簡介

　　履帶式機器人，主要指搭載履帶底盤機構(gòu)的機器人。履帶移動機器人具有牽引力大、不易打滑、越野性能好等優(yōu)點，可以搭載攝像頭、探測器等設(shè)備代替人類從事一些危險工作(如排爆、化學探測等)，減少不必要的人員傷亡。應(yīng)用范圍及其廣泛。當前履帶式機器人主要包括：軍用機器人，例如排爆機器人、反恐機器人等；民用機器人，例如消防機器人、救援機器人、巡邏機器人等。

　　2.2 履帶機器人底盤功能：

　　履帶機器人的行走部分是一款通用型履帶式底盤車，采用獨立懸掛設(shè)計，更好的做到重載避震。內(nèi)部搭載高扭矩永磁同步電機及減速機，動力強勁。精準的底盤高度搭配合理功率的電機，使得該車型具有低重心，通過性強、重載避震運行平穩(wěn)等優(yōu)點，廣泛用于復(fù)雜環(huán)境下的機器人移動解決方案。

3. 履帶底盤結(jié)構(gòu)原理及控制方式：

　　3.1 結(jié)構(gòu)原理：（圖略）

　　以履帶消防機器人底盤為例：整車多采用克里斯蒂獨立懸掛系統(tǒng)，有“四輪一帶”（驅(qū)動輪、支重輪、導向輪、拖帶輪及履帶），張緊裝置和緩沖彈簧，行走機構(gòu)組成。（圖略）

　　行走時，車體履帶與地面接觸，驅(qū)動輪不與地面接觸。當馬達帶動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動輪在減速器驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的作用下, 通過驅(qū)動輪上的輪齒和履帶鏈之間的嚙合, 連續(xù)不斷地把履帶從后方卷起。接地那部分履帶給地面一個向后的作用力, 而地面相應(yīng)地給履帶一個向前的反作用力, 這個反作用是推動機器向前行駛的驅(qū)動力。當驅(qū)動力足以克服行走阻力時, 支重輪就在履帶上表面向前滾動, 從而使機器向前行駛。整機履帶行走機構(gòu)的左右履帶均可單獨轉(zhuǎn)向，從而使其轉(zhuǎn)彎半徑更小。

　　3.2 控制方式：

　　電氣控制系統(tǒng)圖：（圖略）

　　整車采用48V鋰電池供電，由遙控操作臺操控，底盤內(nèi)的遙控接收機接收信號，輸出脈寬信號控制兩臺EVD10-048-85CP1EV1D2M2驅(qū)動器及SMMB-302FD7BD 3KW永磁同步電機，帶動減速機分別驅(qū)動左右兩側(cè)履帶。兩臺驅(qū)動器采用專用主從控制功能，完美控制底盤實現(xiàn)前進、后退、轉(zhuǎn)向、懸停功能。

　　3.3 驅(qū)動器控制難點：

　　3.3.1驅(qū)動器及電機低速時輸出轉(zhuǎn)矩大：保證底盤起步加速快，加速性能優(yōu)異；

　　3.3.2驅(qū)動器控制性能穩(wěn)定：必須保證底盤起步、剎車、減速再加速、拐彎、原地回轉(zhuǎn)時不抖動；

　　3.3.3過載能力強：保證履帶底盤在滿載半坡啟動、爬樓梯、越障負載突變時運行穩(wěn)定，不能跳保護；

　　3.3.4驅(qū)動器之間實現(xiàn)同步及差速控制：保證行走時兩側(cè)履帶速度一致不跑偏，轉(zhuǎn)彎時穩(wěn)定控制轉(zhuǎn)彎半徑。

　　3.3.5抗干擾能力強：遙控器接收機的脈寬信號控制底盤行駛速度，在各種場合必須保證系統(tǒng)正常運行。

4. 產(chǎn)品優(yōu)勢

　　4.1 驅(qū)動器主要原器件采用國際知名品牌產(chǎn)品，性能可靠，具備大電流啟動能力和過載能力。

　　4.2 控制芯片采用TI 120MHZ主頻高性能DSP，采用高性能矢量算法，著重關(guān)注高速弱磁及低速大扭矩控制，啟動扭矩大，加速性能優(yōu)異。

　　4.3 可選定速巡航功能 ，車輛坡道輔助功能，后退限速功能，提高駕駛安全性。

　　4.4 產(chǎn)品具有標準can通訊接口，并可以根據(jù)客戶提供的要求制定專屬通訊協(xié)議。

　　4.5 兼容永磁同步、異步、直流無刷多種電機及多種編碼器，并且具有電機參數(shù)自學習功能，方便與不同廠家電機匹配使用。

　　4.6 具備欠壓、過壓、電機過溫報警、編碼器故障檢測、輸出缺相、上電高踏板、電機堵轉(zhuǎn)保護等完善的保護功能，可在8μS內(nèi)實現(xiàn)保護，并通過蜂鳴器報檢測故障，有效保障行車安全。

　　4.7 通用產(chǎn)品具有IP55以上的環(huán)境防護等級，公司具有更高防護等級的設(shè)計能力以及實驗設(shè)備，可以設(shè)計及和制造出滿足不同環(huán)境需求的產(chǎn)品。

5. 驅(qū)動器詳細參數(shù)及調(diào)試注意事項：

　　5.1調(diào)試控制端子及踏板狀態(tài)

　　確保安裝接線沒有問題，尤其是電機編碼器接口線序完全匹配。上電后可通過外部可監(jiān)視編程器（歐瑞遠控LED數(shù)顯面板或者歐瑞電動汽車驅(qū)動器上位機軟件）對外部線束連接是否可靠及順序是否正確進行確認。

　　5.2具體操作遵循一連二設(shè)三觀察：

　　5.2.1一連二設(shè)（表格略）

? ?將驅(qū)動器與整車連接完成后，根據(jù)系統(tǒng)實際情況通過外部可監(jiān)視編程器對以下參數(shù)進行設(shè)置和查看。

　　5.2.2三觀察（圖略）

　?。▋?nèi)容略）

　　以上調(diào)試階段均沒有出現(xiàn)問題后，可按照正常駕駛習慣進行試運行。

6.結(jié)束語：

　　歐瑞傳動結(jié)合純電動汽車設(shè)計要求以及客戶使用需求，依托多年電氣傳動與自動化研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，設(shè)計制造了技術(shù)指標領(lǐng)先的電動汽車驅(qū)動器。該驅(qū)動器性能優(yōu)異，控制精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，外觀美觀大方，適用于各類履帶式、輪式底盤及電動車輛，外加公司良好的服務(wù)支持，增強了企業(yè)的市場競爭力。