14、无肢机器人自适应控制系统：模仿毛毛虫的智能移动

无肢机器人自适应控制系统：模仿毛毛虫的智能移动

1. 引言

毛毛虫是自然界中出色的攀爬者，能够在复杂的三维环境中灵活移动。受此启发，研究人员致力于开发无肢机器人，以模仿毛毛虫的自适应行为。本文将深入探讨无肢机器人的自适应控制系统，包括机器人的构建、控制架构、传感器处理、反应决策以及参数调制等方面。

2. 机器人构建

为了进行模拟研究，设计了一种简化的模块化类毛毛虫机器人。该机器人的每个机械模块被设计为简单的刚性盒子，相邻模块之间通过可沿水平轴旋转的关节连接，关节旋转范围为 ±90°，由伺服电机驱动，最大扭矩为 0.314 Nm，最大速度为 1.45 rad/s。此外，机器人的腹部安装了触摸传感器，类似于毛毛虫的伪足，用于收集地形接触信息。

机器人模块的相关参数如下表所示：
| 组件 | 参数 | 值 |
| ---- | ---- | ---- |
| 模块 | 长度 (mm) | 72 |
| 模块 | 宽度 (mm) | 52 |
| 模块 | 高度 (mm) | 52 |
| 模块 | 重量 (g) | 150 |
| 触摸传感器 | 长度 (mm) | 10 |
| 触摸传感器 | 宽度 (mm) | 52 |
| 触摸传感器 | 高度 (mm) | 10 |
| 触摸传感器 | 重量 (g) | 10 |
| 关节 | 旋转速度 (rad/s) | ≤1.45 |
| 关节 | 扭矩 (Nm) | ≤0.314 |

为了模仿真实毛毛虫的运动，使用链式抑制 CPG 电路生成线性步态，所有振荡器的振幅为 20°，