具有优化齿轮箱的 3 自由度跳跃机器人设计：面向双足机器人的最佳中间平台
机器人学
2025-05-22 v2
摘要
本文提出了一种具有类人下肢关节配置和平坦足部的 3 自由度跳跃机器人，能够执行动态和重复的跳跃动作。为实现高扭矩输出和大中空轴径以实现高效的缆线布线，本文采用混合整数非线性规划设计了一个紧凑的 3K 复合行星齿轮箱，用于齿数优化。为满足受限关节几何中的性能要求，机器人的所有主要组件——包括执行器、电机驱动器和通信接口——均为定制设计。该机器人重量为 12.45 kg（包括虚拟质量），在膝关节完全伸展时长度为 840 mm。采用强化学习-based 控制器，并通过硬件实验验证了机器人的性能，实验结果表明机器人能够稳定且可重复地执行跳跃动作，以用户输入作出响应。这些实验结果表明，该平台为未来双足机器人的开发提供了坚实的基础。
引用
@article{arxiv.2505.12231,
title = {Design of a 3-DOF Hopping Robot with an Optimized Gearbox: An Intermediate Platform Toward Bipedal Robots},
author = {JongHun Choe and Gijeong Kim and Hajun Kim and Dongyun Kang and Min-Su Kim and Hae-Won Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12231},
year = {2025}
}