机械工程学报

作者：刘天宇, 许硕, 王浩龙, 赵涵磊, 李铁军, 刘今越

单位：1. 河北工业大学机械工程学院 天津 300401;2. 河北科技大学机械工程学院 石家庄 050018

关键词：移动作业机器人,数学物理建模,柔性轮-地交互,车-臂耦合效应,绝对定位精度；

基金：国家自然科学基金(U20A20283)和河北省重点研发计划(22311801D)资助项目。

移动作业机器人作为完成大空间复杂任务的有效技术途径，其作业精度通常受到底盘导航、轮胎变形、操作臂定位等因素的影响。针对机器人作业过程中轮胎变形造成的末端精度降低问题，提出一种考虑柔性轮-地交互影响的机器人建模方法。首先，引入轮胎印迹坐标系建立轮式底盘静态模型，同时构建了完整的机器人运动学框架。然后，考虑充气轮胎造成的机器人浮动问题，建立柔性轮-地交互模型，推导轮胎的受力变形公式。最后，根据车轮位移变化，计算机器人车-臂耦合下的底盘实时位姿，进而求解浮动机器人末端的真实位姿。实验结果证明，提出的建模方法能够准确计算出轮胎变形后机器人的末端位置，带载运行时的末端定位误差降低了至少64.9%，机器人末端的绝对定位精度得到了大幅度提高。

来源：2025年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2025年第9期