机械工程学报

作者：李鹏, 王刘银, 王刚, 马书根

单位：1. 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院 深圳 518055;2. 上海理工大学机器智能研究院 上海 200093;3. 香港科技大学(广州)机器人与自主系统学域 广州 511453

关键词：蛇形机器人,全身避障,模型预测控制；

基金：国家自然科学基金(62173038,62303056)和中国博士后科学基金(2023M730249)资助项目。

为解决微小型蛇形机器人避障效率低和部分关节与障碍物发生碰撞的问题，提出一种新的基于模型预测控制的蛇形机器人全身避障策略以及适用于蛇形机器人独特结构的制导策略。所提出的避障策略既可在无障碍时准确跟踪期望路径，也可在有障碍时高效避开障碍物，快速回归到原路径中。与现有仅可保证蛇形机器人头部或质心不与障碍物发生碰撞的策略不同，该策略能够保证全部关节与障碍物不发生碰撞，且无需考虑最大碰撞体积和假设蛇尾严格按蛇头轨迹移动，提高了避障效率。此外，通过分析在固定步态下蛇形机器人变化的驱动结构对转弯效率的影响，提出适用于此类转弯效率变化的机器人制导策略，避免机器人发生反复穿梭期望路径的振荡现象。通过大量的仿真和实验验证了所提出的策略的有效性。

来源：2024年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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