Рассматриваются вопросы проектирования шагающего робота с захватными устройствами (ЗУ), позволяющими роботу передвигаться по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. Подобные роботы актуальны прежде всего для осмотра и диагностики состояния различных промышленных конструкций. В рамках данной работы предложена модель двухопорного робота с захватными устройствами на опорах, позволяющими крепиться к опорным поверхностям с небольшой кривизной, произвольно ориентированным в пространстве. Для обеспечения крепления к подобным опорным поверхностям робот спроектирован с пятью степенями свободы. Важным критерием является возможность ловкого передвижения по поверхностям. Кроме того, одна из степеней свободы робота была сделана линейной, что облегчает переступание через преграды и позволяет реализовывать более простые алгоритмы шагания.

При креплении робота сразу двумя ЗУ за опорные поверхности кинематическая цепь замыкается, и без дополнительных мер это может приводить к возникновению нежелательных сил и моментов в звеньях робота. В данной работе предлагается использовать два метода совместно – реализовать импедансное управление за счет введения обратной связи по оценке момента на основе измерения токов двигателя и обеспечить податливость ЗУ за счет собственной упругости. Проведено математическое моделирование робота с учетом кинематики конструкции и детальных моделей исполнительных двигателей и усилителя мощности на полевых транзисторах, показавшее возможность снижения нежелательных усилий в звеньях робота, возникающих в процессе крепления робота за две опорные поверхности одновременно. Наилучшие результаты были достигнуты при управлении вектором тока синхронного двигателя и использовании сигналов тока для реализации импедансного управления.

Также приведены упрощенная схема привода, реализующая векторное управление током исполнительного двигателя, и структурная схема системы управления, позволяющей реализовать различные походки в полуавтоматическом режиме и в режиме управления от оператора.