Whleaper：一种 10 自由度的柔性双足轮式机器人
机器人学
2026-03-13 v2
摘要
轮足机器人结合了轮式机器人和Legged机器人的优势，具备在挑战性地形上具有良好稳定性且在平坦表面上具有高效率的多样化运动能力。然而，现有的轮足机器人通常相对于人类在髋关节上拥有有限的自由度，而且髋关节在运动中发挥着关键作用。本文介绍一种新颖的 10 自由度 (DOF) 双足轮式机器人 Whleaper，每个腿的髋关节拥有 3 自由度。其人体化关节设计使机器人在复杂场景下具备适应性运动能力，确保稳定性和灵活性。本文重点介绍 Whleaper 的创新机械设计、控制算法和系统实现。首先，增加的自由度来源于髋关节的提升，扩展了可能的姿态范围，提高了机器人与地面的接触稳定性。其次，额外的自由度也增强了其运动能力。在行走或滑动过程中，可以采用更复杂的动作来执行障碍规避任务。此外，我们利用两种控制算法实现行走和滑动的多模态运动。通过控制机器人的特定自由度，我们进行了一系列仿真和实际实验，表明高自由度髋关节设计能够有效提升轮足机器人的稳定性和灵活性。Whleaper 在实际场景下展示了 Squat、障碍规避滑动和快速转向等动作能力。
引用
@article{arxiv.2504.21767,
title = {Whleaper: A 10-DOF Flexible Bipedal Wheeled Robot},
author = {Yinglei Zhu and Sixiao He and Yan Ning and Zhenghao Qi and Zhuoyuan Yong and Yihua Qin and Jianyu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.21767},
year = {2026}
}