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motion (b). The body propelled and rear wheel
approaches the step (c). The rear wheel is moved from
the rear side to the front side through the air by rear leg
motion (d). The rear wheel returns to the rear side (e).
Lift up of the wheel must be done without loosing balance.
This mode is used only when the robot moves by other
locomotion mode and encounters an impassable obstacle.
5. Implementation
The locomotion algorithm was implemented to the
robot. Ordinarily, wheel mode and hybrid mode are
used for locomotion. These two modes are switched by
an operator using a button on the command controller.
The operator control the robot motion by using two
joysticks. One is for moving speed, and the other is for
moving direction. During the wheel mode, the altitude
of the ground is always measured by the ultrasonic range
sensor. When a large step is found, locomotion mode is
switched to the step mode automatically. In the step
mode, the robot decide the leg and wheel motion
autonomously according to the measured step height.
After the robot climbs or descend the step, locomotion
mode returns to the wheel mode. Photographs in Fig.8
show the robot motion in the step mode. When a rear
leg is lifted up, front foot position is changed to the body
side to maintain the stability.这篇论文描述了轮足复合式移动机器人的机理和控制。用腿移动的移动对不平地形有很高的适应性，并且轮式的移动拥有速度和效率。我们推荐了联合腿和轮子的一种新的移动机构并且介绍了一个使用这一机理的原型移动机器人。这个机器人有四条腿，每条腿的终点连接着一个轮子。前面的腿有三个关节和一个被动的轮子。后面的腿有一个关节和一个活动的轮子。为了充分利用这个机理，我们研制了三种移动模式即轮子模式，复合模式和步进模式。在轮子模式中，四个轮子用在了平坦地形上。复合模式用在不平地形上，两条腿和两个活动的轮子用于移动。为了上下一个大的台阶，步进模式启用了。
1.引言
近年来，在工业制造业的工作已经实现自动化。在户外工作的情况下，如施工机械的机械化只能被用于相对平坦的地形上。日本是一个多山的国家，70％以上的土地是山区。在山路位置中大多数的工作依赖于人的劳动。将来，从预防自然灾害或环境问题的角度来看，在这些区域的工作将变得重要。为了自动化这些工作，能在山地环境移动的运动系统的发展是必要的。山区环境包括梯级，倾斜的地形和易变形和坍塌的地形。许多户外环境的移动机器人都配有轮子或履带。但是，他们不能在如梯级这样不连续的地形上移动。虽然腿式机器人对复杂的环境有很大的适应性，但是他们也有一些困难。一般情况下，腿式机器人需要大量的执行器和复杂机构。此外，即使在平地上，他们的行走速度很慢。考虑到这些事实，作者提出了一种结合腿和车轮的新的运动机构。
截至目前，几个轮足复合式移动机器人已经研发了。日立株式会社开发出了五条腿的机器人，他的腿在其尖端的主动轮有两个关节[l]。它有15个自由度。三菱重工株式会社研究了有四条腿，751个轮子的机器人[2]。该机器人主体部配备两个主动轮和四条腿，在其端部具有两个关节和一个主动轮。它有14执行器。神户制钢公司在日本的国家项目中建造了名为“先进机器人技术的751腿轮式机器人[3]。该机器人具有6个两自由度的自由腿，每个腿有一个2自由度的自由（舵效和牵引）轮。完全地，它具有24个自由度。ETH（瑞士）还为崎岖的地形开发了一个移动平台[4]。它有两个三自由度的自由腿，并且还具有两个在其端部有一个被动轮的一自由度的自由腿。它的活动的自由度的数目是8。东北大学（日本）建造一条腿轮分离式的机器人[5]。它在身体的两侧有两个大的活动轮，在两端的身体具有四条三关节的腿。这个机器人使用了14个执行器。