主动关节履带式蛇形救援机器人结构参数多目标优化设计

来源：机器人杂志2022年第3期北京时间：

作者：栾宪超, 常健, 王聪, 李斌

摘要：针对机器人化救援装备研制的难点，对具备肌肉注射功能的蛇形机器人结构参数进行了优化，进而解决了废墟非结构环境对机器人执行任务的约束问题。首先，在分析机器人废墟环境运动机理基础上，建立机器人运动性能与结构参数的函数模型。然后，利用基于非支配排序的NSGA-II和基于分解的MOEA-D多目标遗传算法2种方式对模型分别进行求解。通过对比2种方式，证明了NSGA-II算法在求解上更有效，最终确定机器人样机的最优结构设计参数。最后，根据优化结果研制了实验用的蛇形机器人样机。实验结果显示机器人的最大台阶翻越高度为0.18m，相对误差为0%；最大沟壑跨越宽度为0.4m，相对误差2.3%；直线构形最小转向阻力矩为14.320N·m，相对误差11.2%。验证了基于NSGA-II算法的结构参数多目标优化设计方法的有效性。

关键词：蛇形机器人, 灾难救援, 结构参数, 优化设计, 多目标进化算法