朱 鹏 章永年 何春霞 卢 伟

南京农业大学工学院，南京，210031

0 引言

足式机器人具有越障能力强、移动方位可全方位调整、地形适应能力强、运动灵活性好等优点［1⁃3］，应用于农田作业时具有对土壤机械压实作用小、对作物损害轻、出现故障时易撤离现场等特点，近年来被广泛研究。IIDA等［4⁃5］在研制的六足机器人上搭载风速仪和气体传感器，用于检测农田风速及CO2气体；美国伊利诺伊大学开发的“watching⁃dog robot”［6］采用柔性的联动悬架来适应复杂地形，并配备了摄像机和GPS定位器记录作物生长信息以及田间杂草信息；荣誉等［7］将并联机构用于六足机器人的腿部结构，使其可以用于山地、林地、丘陵等环境的农业运输、种植、采摘等；MANIKANDAPRABU等［8］设计制造了一种四足施肥机器人，该机器人可以通过良好的控制动作有效地通过各种障碍物，进行肥料喷洒。

足式机器人通过自身携带的有限动力源提供其工作所需的能量，因而其能耗大小决定着机器人的作业时间和效率。探究足式机器人在不同影响因素下的能耗规律，可以为足式机器人的本体设计和运动规划提供依据。李军等［9］研究了步幅、步频和扭矩与能耗的关系；韩宝玲等［10］研究了四足机器人腿型配置对能耗的影响；马宗利等［11］设计出一种大腿与小腿呈一体化的柔性节能腿结构。目前足式机器人能耗问题虽被广泛研究，但主要集中在其自身机构及运动参数上，且默认工作环境为硬质路面，忽略了机器人所处路面环境对能耗的影响。……