轮足式动力切换四足机器人建模及其足端轨迹规划

陈明方; 胡新坤; 张永霞; 成之煜; 徐亮; 方旗

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250083

中山大学学报（自然科学版中英文） ›› 2026, Vol. 65 ›› Issue (1) : 33 -42. DOI: 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20250083

轮足式动力切换四足机器人建模及其足端轨迹规划

陈明方, 胡新坤, 张永霞, 成之煜, 徐亮, 方旗

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摘要

基于行星系齿轮，设计了一种适应能力强、动力可切换型轮足机器人腿部结构。引入优化后的修正摆线轨迹规划与轮足切换足端轨迹规划，在不同方向上的位置、速度和加速度曲线均连续、平滑、无突变，满足机器人控制要求。基于虚拟模型控制方法，通过WEBOTS平台仿真与单腿实物样机实验，得出摆线轨迹偏差集中于摆动相终点位置和抬腿最高点处，分别为20和5 mm；机构重复定位最大偏差为4 mm，仅为其足端零部件半径（18 mm）的22.2%；轮足切换足端轨迹在X方向的平均误差约为2.4 mm，在Y方向的平均误差为1.26 mm，可完成姿态切换任务。研究成果为轮足式复合机器人设计提供了较好的指导。