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基金项目:
国家自然科学基金资助项目(51905367)；山西省高等学校科技创新项目资助(2019L0176)；山西省应用基础面上青年基金资助项目(201901D211011)
分类号:
TP242
DOI:
10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2023.04.020
期刊号:
2023,54(04)
收稿日期:
修回日期:
| 通讯作者 | 单位 |
| 张金柱 | 太原理工大学 机械与运载工程学院 |
摘要:
【目的】 煤矿井下地形复杂多变且空气中含有多种易燃易爆气体，具有极高的危险性。为了降低巡检风险，提高巡检效率，提出了一款具有多种运动模态的可分体轮腿四足机器人。【方法】 分析了该机器人的腿模态、轮模态、轮腿混合模态、躯体分离组合模态、双臂夹持模态等5种主要运动模态。阐述了单腿结构参数并基于蒙特卡洛法绘制了机器人的腿部工作空间；利用加速度倒推法消除了足端纵向的加速度突变，优化了机器人腿模态下的足端轨迹；基于5次多项式的轨迹特点规划了机器人多个运动模态相互切换的轮腿切换轨迹；基于Webots与MATLAB的联合仿真环境，验证了机器人腿模态下使用Trot步态的稳定性及轮-腿模态切换轨迹的柔顺性。【结论】 研究内容可为可分体轮腿四足机器人在矿井环境中进行巡检作业提供理论基础。
关键字:
多模态仿真；轨迹规划；足端轨迹优化；工作空间