非完整约束微型爬壁机器人的设计与控制[外文翻译].rar

附件C：译文

非完整约束微型爬壁机器人的设计与控制

Hans Dulimarta and R.L. Tummala
Department of Electrical and Computer Engineering
Michigan State University
East Lansing, MI 48824
USA

摘要 本文介绍了一种爬壁移动机器人非完整运动规划的新模式。重点讲述的是双足微型爬壁机器人运动规划问题。相对于其他现有模型，此模型的主要鲜明特点是存在非单个方程组以及分段连续性。双足结构的机器人需要用一套完整的双重运动方程和非完整约束来动态建模。该非完整特性的限制也证明了使用F'robenius定理[1]的一个推论，而基于这些非完整约束的双足机器人也验证了使用Lie代数控制[2]。
欠驱动设计的选择有助于机械结构不完整的特性。这种设计已被证明可以有效的使机器人机动能力不变，但是可以减轻其自身重量。但是，这种机器人的运动规划要比全驱动机器人更难。

1 说明
最近十年一直在积极研究非完整运动规划。在文献中，拖车式（或非拖车式）和汽车类轮式机器人在这个领域中作为一个运动规划的模型使用了这个方法[2，12]。拖车式和汽车类轮式机器人的非完整机构被作为一个蓝本，因为他们的一套运动学方程和非完整约束在高维的定义。
在非完整运动规划中，一个受理的配置空间路径不总是和一个机器人可行的路径相同。非完整约束可以使机器人避免走这样的路径。非完整运动规划的另一个特点是控制空间和配置空间的大小差异，控制空间的尺寸比配置空间的尺寸维数小。为了解决上述运动规划系统中的问题，要利用非线性控制和微分几何两种方法。
我们在本文中阐述了正在进行的微型爬壁机器人的非完整规划的内容。欠驱动双足结构是导致机器人非完整性的一部分原因。被命名为Flipper的第一台机器人拥有两个独立的足和两个耦合接头。而第二个机器人Crawler拥有两个独立的足