分布式驱动—转向多级铰接移动机器人构形设计及控制方法

来源：机器人杂志2026年第1期北京时间：

作者：胡喆熙, 彭会帅, 李浩语, 杨毅, 谢杉杉

摘要：铰接移动机器人平台具有运载量大、模块组合灵活等优点，但存在通过性差、内稳定性差等突出问题，极大限制了运载场景和效率。本文设计了一种搭载分布式驱动与转向机构的多级铰接移动机器人平台及其控制方法。首先，基于多级铰接平台的递推运动学和动力学特征分析并提出了前轴驱动、后轮转向的全挂型挂车分布式转向和驱动部署方案。而后，针对多级铰接平台转弯扫掠面积大导致的通过性差问题，设计了基于运动学推演和坐标系变换的挂车后轮转向模块化反馈控制算法，实现铰接平台的同一路径行驶；针对多级铰接平台内稳定性差的问题，设计了基于前馈与反馈融合的分布式驱动控制方法，实现了铰接平台在高速转向、制动等易失稳工况下的协同稳定行驶。最后，以4节铰接移动机器人平台为例进行仿真与实物实验。实验表明分布式后轮转向法使挂车相对于牵引车的最大轨迹偏差下降约93%；协同驱动控制法使平台在0.1 rad转向角下最大稳定行驶速度从8 m/s提升至14 m/s，直线制动减速度从-1 m/s2提升至-4 m/s2。

关键词：铰接移动机器人, 分布式驱动与转向, 协同控制