重载足式机器人足底花纹结构优化设计

重载足式机器人依靠地面提供的反作用力运动,足底作为其与地面直接接触的唯一接口,是保障足式机器人优异越野性能的关键部件。为提高重载足式机器人在崎岖地形的通过性能,以足底附着性能为优化目标,以足底花纹结构参数(海陆比、花纹倾角、花纹高度、花纹宽度)为优化变量,对足底花纹参数进行优化设计。通过建立足-地作用有限元仿真模型及附着性能评价方法,采用四因素三水平中心复合试验设计,基于仿真试验结果构造二次多项式响应面数学模型,并进行方差分析验证模型的拟合精度。建立足底附着性能优化设计模型,采用最优化方法对足底花纹结构参数进行优化,优化后附着系数提高7.41%,证明了基于响应面法的足底花纹结构参数优化方法的有效性。