机械工程学报

作者：马龙, 孙汉旭, 李明刚, 孙萍, 张维振, 龙秉政, 史慧文

单位：1. 煤炭科学技术研究院有限公司 北京 100013;2. 北京邮电大学自动化学院 北京 100876;3. 北京师范大学物理学系 北京 100875

关键词：球形机器人,机构设计,动力学模型,运动分析,质心；

基金：国家自然科学基金(52075046);天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项(2020-TD-MS001)资助项目。

面向非结构化任务环境下球形机器人的实用性提升需求,研制BYQ-GS型质心径向可变球形机器人样机,使球形机器人同时具备重摆驱动模式与倒立摆驱动模式,且2种驱动模式下均能实现质心的径向变化。考虑质心径向变化因素,同时将运动过程中受到的可控影响因素融入动力学模型构建过程,得出面向非结构化任务环境的动力学模型。以BYQ-GS型球形机器人样机为实验平台,分析倒立摆驱动模式与质心径向移动对球形机器人运动产生的影响。结果表明,与重摆驱动相比,倒立摆驱动在超调量、系统响应速度与能耗方面具有优势,在系统收敛速度与运动稳定性方面具有劣势,并且运动开始阶段质心-球心距离逐渐减小能够使2种驱动模式的控制系统收敛速度、超调量、稳定性与响应速度均变差,同时使能耗变优。

来源：2022年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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