一种用于高台阶攀爬和转弯的可重构摇杆-转向架机器人
本研究提出一种可重构摇杆-转向架机构，通过少量执行器实现高效转弯，同时保持高台阶攀爬能力。样机实验表明，该机器人零半径转弯速度是传统六轮摇杆-转向架机构的五倍以上，所需平均轮扭矩仅约17%，并能成功攀爬40厘米台阶。
传统摇杆-转向架机构因其出色的越障能力而被广泛应用于火星探测等任务，但它的转弯性能却一直是短板，尤其是在狭窄空间中的机动性受限。为了克服这一局限，来自日本的研究团队提出了一项创新的可重构设计。他们通过在转向架关节处集成电机，使转向架能够主动上下摆动，从而在四轮和六轮配置之间灵活切换。在四轮模式下，摇杆后端安装的全向轮配合差速驱动模型，使机器人能够实现平滑的零半径转弯，这在传统设计中是难以实现的。实验数据令人印象深刻：与配备六个不可转向抓地轮的常规摇杆-转向架机构相比，该新型机器人的零半径转弯速度提升了五倍以上，而所需的平均轮扭矩仅为传统设计的17%。同时，它成功攀爬了40厘米高的台阶，平均用时6.4秒，保持了卓越的越障能力。这项研究已被IEEE/ASME高级智能机电一体化国际会议（AIM 2026）收录，并已在arXiv上发布（arXiv:2607.01554）。论文由Kento Koizumi等人撰写，于2026年7月2日提交至arXiv。实验中的原型机器人展示了从六轮模式到四轮模式的切换过程，以及在全向轮辅助下的精确差速转向。研究人员还讨论了该机构在不同地形下的适应性，以及未来可能的应用方向。整体而言，这项研究通过简单的机械重构实现了性能的大幅提升，为移动机器人设计提供了新的思路。该可重构机构为需要在复杂环境中执行任务的机器人（如搜索救援、行星探测等）提供了一种高效且紧凑的解决方案。