具备鲁棒轮-腿转换模块的全场景场运输机器人

本文介绍了两款场运输机器人。两款机器人均配备可转换的轮-腿模块，能够在不同困难 terrain 下平滑切换工作模式。SWhegPro 采用六条 S 形腿部，能够在挑战性的不均匀户外 terrain 上实现负载运输。SWhegPro3 采用四个三叶轮设计，在室内场景下展现出惊人的爬楼能力。与普通齿轮驱动的可转换机制不同，本文所设计的由自锁电推杆驱动的模块化轮子能够在高负载条件下精准稳定地切换工作模式，显著提升了机器人腿模式下的承载能力。本文分析了机器人轮-腿模块在 terrain 参数变化时的工作情况。基于简化的运动学模型进行数学模型推导与计算，最终提出一种用于优化机器人参数和轮-腿结构参数的方法。仿真和实际复杂 terrain 中的现场实验验证了两种场运输机器人的设计与控制策略，同时通过记录传感器数据提出评估方法，对两种机器人的工作性能进行了计算与分析。