机械工程学报

作者：杨富富, 卢帅龙, 宋亚庆, 张俊, 姚立纲

单位：1. 福州大学机械工程及自动化学院 福州 350108;2. 福建省制造业数字化设计工程研究中心 福州 350108;3. 上海师范大学信息与机电工程学院 上海 200234

关键词：刚性折纸,可展移动机器人,折展原理,样机试验；

基金：国家自然科学基金(51905101)、福建省自然科学基金(2019J01209)和福建省教育厅中青年教师教育科研项目(JAT200038)资助项目。

针对现有轮式机器人的本体相对固定无法适应复杂环境的问题，将自由度较少、折展比大的刚性折纸机构与高效的轮式运动相结合，提出一种新型可折展移动机器人机构，提升了移动机器人在复杂环境下的通过性能。对此机构折展原理进行分析，得到机器人三维尺寸与驱动角之间的关系，并通过建立简化模型，对动力学进行研究，得到不同位置的驱动力矩随驱动角的变化，从而得到最优驱动布置方案，之后通过运动协调算法研究，实现了机器人移动与折展协调运动，使其能够在复杂环境中高效运动。最后搭建物理样机以及控制系统，并通过试验验证机器人的移动及折展性能。结果表明，该可折展移动机器人具有三维折展比大，运动灵活高效的优点，可通过切换姿态适应复杂路径，有望在探测、检测以及救援等工程领域得到应用。

来源：2022年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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