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无尾翅翼机器人:基于仿生弹性被动腿的多模态 locomotion

机器人学 2025-06-19 v2

摘要

振翼机器人具有显著的多样性;然而,实现高效的多模态 locomotion 仍具有挑战性。本文提出了一种新型无尾振翼机器人的设计、建模与实验,该机器人拥有三对独立驱动的翼。灵感来自幼体水虫腿的形态学,机器人采用仿生弹性被动腿,将振翼产生的振动转化为方向性地面运动,从而实现无需额外驱动器的 locomotion。这种振动驱动机制促进了轻量化、机械结构简化的多模态移动性。基于SE(3)的控制器协调飞行和模式转换,所需驱动最小。为验证机器人的可行性,开发了功能原型,并进行了实验以评估其飞行、地面 locomotion 和模式切换能力。结果表明,在受限驱动下,机器人性能令人满意,凸显了未来空地混合 locomotion 系统中多模态振翼设计的潜力。这些发现为未来研究提供了基于频率的地面控制和被动偏航稳定的混合 locomotion 系统的基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.00805,
  title  = {Tailless Flapping-Wing Robot With Bio-Inspired Elastic Passive Legs for Multi-Modal Locomotion},
  author = {Zhi Zheng and Xiangyu Xu and Jin Wang and Yikai Chen and Jingyang Huang and Ruixin Wu and Huan Yu and Guodong Lu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00805},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 11 figures, accepted by IEEE Robotics and Automation Letters (RAL)