摘要:丘陵山地地勢復(fù)雜,、地形多變,,農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)環(huán)境以傾斜角度較大的斜坡為主,傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)裝備在丘陵山區(qū)復(fù)雜地形下作業(yè)時效率低,、穩(wěn)定性差,,甚至?xí)霈F(xiàn)側(cè)傾、翻車等現(xiàn)象,。本文從仿生機(jī)械設(shè)計角度出發(fā),,提出一種在丘陵山地復(fù)雜地形下能夠自主實(shí)現(xiàn)位姿調(diào)平控制的輪腿式機(jī)器人平臺,提升復(fù)雜地形下的作業(yè)穩(wěn)定性和安全性,。以昆蟲后足為仿生機(jī)械設(shè)計對象,,并結(jié)合多連桿機(jī)構(gòu)原理,完成新型變行程輪腿機(jī)構(gòu)及機(jī)器人平臺的整體架構(gòu)設(shè)計,。采用D-H參數(shù)法分析了輪腿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)特性,,結(jié)果顯示輪腿式機(jī)器人離地間隙最大調(diào)整量為574mm,,具備較強(qiáng)的越障能力。在空間坐標(biāo)系上定義輪腿式機(jī)器人空間姿態(tài)參數(shù),,推導(dǎo)得到機(jī)身姿態(tài)角與輪腿伸縮量之間的空間姿態(tài)模型,,并設(shè)計了基于NSGA-Ⅱ的機(jī)身空間姿態(tài)逆解算法?;诳臻g姿態(tài)逆解算法構(gòu)建了輪腿式機(jī)器人全向位姿調(diào)平位姿控制系統(tǒng),,包含機(jī)身調(diào)平控制器、“虛腿”補(bǔ)償控制器和質(zhì)心高度控制器,,在復(fù)雜地形下行駛時能夠控制輪腿式機(jī)器人俯仰角,、側(cè)傾角、接地力,、質(zhì)心高度等空間姿態(tài)參數(shù),,然后通過搭建的輪腿式機(jī)器人ADAMS-Matlab聯(lián)合仿真模型完成了位姿控制系統(tǒng)算法仿真驗(yàn)證。在機(jī)器人樣機(jī)上開展了離地間隙自動調(diào)整和機(jī)身全向位姿調(diào)平試驗(yàn),,試驗(yàn)結(jié)果表明,,試驗(yàn)樣機(jī)離地間隙最大調(diào)整量為574mm,同時在復(fù)雜地形下能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)身位姿全向自動調(diào)平,,調(diào)平平均時間約為1.2s,,調(diào)平平均誤差為0.8°,位姿控制響應(yīng)速度與調(diào)平精度能夠滿足實(shí)際工作要求,。