蛇形机器人螺旋爬行半径估计器

基于关节角测量反馈的鲁棒模型，使蛇形机器人能在半径变化的管道或树上实现柔顺螺旋攀爬。

Wei, Huang · Guo, Xian · 刘华旺 · 方勇纯

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2023

技术优势

无需预先知道半径

通过关节角度反馈实时估计半径，机器人可根据估计值调整运动，适应未知或变化的表面。

估计方法鲁棒

结合多步计算和曲线拟合，对关节角测量中的噪声和扰动具有鲁棒性，提供准确稳定的估计。

适应半径变化

利用估计结果设计控制算法，使机器人即使在半径随时间变化时也能成功攀爬，无需重新建模或校准。

应用场景

• 蛇形机器人：提升蛇形机器人在未知曲面上的自主攀爬能力，用于管道检测、树木攀爬等任务。
• 管道攀爬机器人：无需预知管径即可攀爬，适应变直径管道，用于检测和维护作业。
• 软体机器人：柔顺螺旋运动减少对接触面的刚性冲击，适合柔软或脆弱表面。
• 具身智能：基于模型的实时估计与控制，使机器人在复杂环境中自主决策行动。