S-Rolling：面向可扭转蛇形机器人的低净空环境可转向滚动步态
论文提出 S-rolling 可转向滚动步态，用于可扭转蛇形机器人在低净空环境中的运动。该步态基于 S 形平面骨架曲线，头尾两段以独立控制的角速度滚动，由中央扭转关节实现两段相对旋转，并推导了关节空间步态方程与准静态运动学模型。真机实验显示其可通过 10 cm 净空测试轨道，并在大工件和汽车底盘下方完成约 90° 与 180° 航向变化，而基线滚动圆弧步态无法改变航向。
发布于 10-22 13:00来源：arXiv cs.RO
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蛇形机器人能够以无肢运动穿越复杂环境，但在低净空环境中机动仍具挑战，因为步态须在保持较小扫掠高度的同时提供平面转向能力。 现有滚动步态虽能维持低扫掠高度的身体构型，但转向能力普遍有限；而转向步态往往引入垂直起伏，需要额外净空。 为此，本文提出 S-rolling，一种面向可扭转蛇形机器人的可转向滚动步态，兼具低扫掠高度运动与平面机动能力。
S-rolling 基于 S 形平面骨架曲线设计，其头部段与尾部段以独立控制的角速度滚动，从而产生不同运动模式。 我们推导了其关节空间步态方程，其中中央扭转关节实现两段之间的相对旋转；并建立了准静态运动学模型，将两段滚动速度与机器人的线速度和角速度关联。
真机实验展示了多种运动模式、通过 10 cm 净空测试轨道，以及在大工件和汽车底盘下方的机动任务。 在这些低净空场景中，S-rolling 成功完成约 90° 和 180° 的航向变化，而基线滚动圆弧步态无法改变机器人航向。