罗 欣， 丁晓军

( 数字制造装备与技术国家重点实验室(华中科技大学)， 武汉 430074)

地面移动作业机器人是在轮式、履带式或足式移动平台上加装一个或多个操作手臂所构成的具有主动作业能力的新型智能移动机器人系统，它结合了操作手臂和移动平台双方的优点，两者相互融合，相互补充，被认为是“两全其美(best-of-both-worlds)”的方案[1]. 与传统的固定基座操作臂相比，地面移动作业机器人有诸多优势. 安装在移动平台上的操作臂具有更大的操作空间，可以在更大的范围内进行作业操作；加装操作臂极大地增强了移动平台本身的地形通过能力，操作臂可以辅助提高移动平台的稳定性，还可以清除障碍或提供辅助支撑/拖拽，从而越过单靠移动平台不能通行的地形，极大地扩大移动平台的通行范围；当移动平台到达指定目标位置时，可以使用操作臂进行抓取或操作作业，使得移动平台不再单纯的是载荷运送工具. 上述特点使地面移动作业机器人在工业生产、灾害救援、科学探索、仓储物流、家政服务等众多领域具有巨大的应用前景.

然而，移动平台与操作臂的结合也带来了新的问题. 移动作业过程中，移动平台和操作臂之间存在强烈的相互作用，两者相互影响. 一方面，移动平台是操作臂的安装基座，与固定基座的操作臂相比，移动作业操作臂的基座实际上是一个浮动基，操作臂的动态运动需要与其基座——移动平台的动态运行相协调，才能获得整个系统的作业准确性；……