课题组通过系统性的理论分析确定采用五连杆非同轴腿部构型,成功研制出具有12个运动自由度、轮距0.32m、轴距0.336m、整机自重约10Kg、负载能力≥1Kg的高性能轮足复合机器人。项目首先完成了关节与足端电机选型及三维结构设计,随后深入分析了腿部空间约束条件与奇异性,采用数值搜索法获取工作空间并验证了设计满足运动控制需求。在控制策略方面,创新性地融合分解式虚拟模型方法及力位混合控制,实现了姿态控制解耦与轮子扭矩分配器的轮足复合控制,实验证实该策略能适应多种非结构化地形。最终搭建软硬件实验平台完成实物样机组装,在真实环境中成功部署控制方法,实现了足式与轮足复合运动,验证了方法有效性,测试表明机器人足态模式移动速度≥2m/s,轮态模式移动速度≥5m/s,爬坡角度大于45°,所有技术指标均达预期,为非结构化环境巡检、复杂地形物流等应用场景奠定了坚实基础。
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