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弹跳机器人可以越过数倍于自身尺寸的障碍物,具有较强的复杂地形适应能力。将传统运动方式和弹跳运动方式结合构成未知环境地面移动机器人,该机器人可根据不同地形选择合适的运动方式,提高机器人机载能源利用率,扩大机器人活动范围,具有重要的研究和应用价值。通过对地面移动机器人运动过程和性能需求的分析,确定了机器人采用轮式与弹跳式复合的运动方案。结合已研制的燃气动力弹跳驱动器,设计了轮式移动弹跳机器人车。根据机器人着陆缓冲性能要求,采用非气动车轮实现落地缓冲,消耗碰撞能量。确定采用聚氨酯弹性体材料制作车轮,根据铁木辛柯梁理论对蜂窝车轮进行受力分析和结构设计,采用3D打印模型、模具制作、注塑成型等制作了车轮实物,对车轮的静态变形、落地碰撞及变形恢复等进行试验,理论分析与实验数据比较吻合。根据落地冲击力实验数据,对整体式车身、车轴、支撑腿等关键零件进行强度校核。根据以上分析与设计,制造相关零件,装配形成轮式移动弹跳机器人车。以MSP430F149芯片为核心设计机器人控制系统,实现姿态调整、气路控制、点火控制、轮式驱动、无线控制等功能。以图像色彩属性为基准,通过图像处理技术区分图像中路面区域和障碍物区域,确定障碍物位置及尺寸;以障碍物实际参数为依据,决定机器人运动方式,并分别对机器人轮式运动路径和弹跳运动路径进行规划。在对机器人轮式运动、姿态调整等功能分步实验的基础上,进行机器人整体运动实验。实验结果表明:该机器人既可轮式运动也可弹跳运动,其轮式运动最大速度约为0.34m/s,能以5.4m/s的初速度和72°的弹跳角度越过高1m、厚0.3m的障碍物、以5.67m/s的初速度和73°的弹跳角度越上高1.3m、厚1m的障碍物。