机床与液压

作者：陈天琦，孙卉，张树

单位：中国民航大学电子信息与自动化学院；中国人民解放军93756部队；中国民航大学电子信息与自动化学院

关键词：仿生机器人;双模态;步态规划;可折叠旋翼机臂;姿态自校正

基金：国家级大学生创新创业训练项目（202410059005）

为满足复杂地形下能源勘探与信息采集任务需求，突破传统单一模态机器人环境适应性不足的局限，提出一种新型四旋翼-六足双模态仿生机器人系统。该系统采用分层控制架构，结合高扭矩舵机与四旋翼构成复合驱动，并设计可折叠旋翼机臂结构，实现地面六足爬行与空中四旋翼飞行的自主模态转换。基于D-H模型的运动学分析建立多模态步态规划模型，开发适应不同地形特征的步态规划算法，并利用旋翼倾转机制实现起飞姿态自校正。物理样机实验证实：较普通六足机器人，所设计的双模态机器人体积减小37.5%，在斜坡等路段移动速度更快，舵机响应速度更快，且每百米行进偏差更小；普通六足机器人的最大跨越高度一般为12~18 cm，而该系统通过双模态协同机制，既可在地面跨越18 cm障碍物，又能借助飞行模态实现500 m空域作业，兼具地面精细信息采集与全域态势感知能力，极大地提升了系统的灵活性。该机器人能有效完成崎岖地形移动、狭缝穿越等典型场景任务，在模态转换效率与环境适应能力方面展现出显著优势，验证了双模态设计在复杂环境作业中的工程应用价值。

来源：2026年第3期

《机床与液压》期刊编辑部

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