采用双向推进器的高有效载荷跳跃机器人

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移动机器人已在诸多领域引发革命，为操作、环境监测和探索提供了解决方案。然而，其有效载荷能力仍然存在局限。本文提出了一种新颖的基于推力的跳跃机器人，能够携带高达其自身重量 9 倍 的有效载荷，同时在非结构化地形上保持敏捷的机动性。这款重 220 克 的机器人可在跳跃时承载高达 2 公斤 的负载——这一能力弥合了高载荷地面机器人与敏捷空中平台之间的差距。
 
实现这种高有效载荷能力的关键进展包括集成了 双向推进器，该推进器可同时产生向上和向下的推力，从而优化跳跃过程中的能量管理。此外，我们提出了一个考虑重载条件（尤其是在大跳跃时）的 精细化动力学模型。为了应对增加的计算需求，我们采用了 神经网络压缩技术，确保实现实时的机载控制。
 
通过一系列实验展示了该机器人的能力，包括：跃过高障碍物、执行大角度急转弯，以及在携带 730 克 LiDAR 有效载荷 的情况下进行 简单的自主导航。这些实验证明了该机器人在具有挑战性的环境中（例如移动传感和地图测绘）的应用潜力。
 
作者：
S. Li, S. Bai, R. Jia, Y. Cai, R. Ding, Y. Shi, F. Zhang, and P. Chirarattananon
 
期刊：
IEEE Transactions on Robotics, 2025.