CN113335417A - 一种可折展重构变轮距全地形小车及其控制方法 - Google Patents

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CN113335417A CN202110649558.2A CN202110649558A CN113335417A CN 113335417 A CN113335417 A CN 113335417A CN 202110649558 A CN202110649558 A CN 202110649558A CN 113335417 A CN113335417 A CN 113335417A
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Abstract

本发明涉及轮式机器人领域，特别涉及一种可折展重构变轮距全地形小车及其控制方法。所发明的可折展重构变轮距全地形小车的总体结构由姿态调节组件、驱动轮组件、底部支撑板、顶部支撑板和第一、第二被动轮组件构成；其控制架构由姿态感知模块、转向控制模块、夹角控制模块和四轮速度协同控制模块组成。车体关于底部支撑板与顶部支撑板的中性面完全对称，通过多次整周回转可折展机构来连续改变小车的轮距和形态，使其具备了跨越不同地形障碍的能力，同时由于其不区分正反面和前后侧，具备了全方位的机动性能，也进一步提升了其稳定性，使该轮式小车具有广泛的社会运用前景。

Description

一种可折展重构变轮距全地形小车及其控制方法
技术领域
本发明涉及轮式机器人领域，特别涉及一种可折展重构变轮距全地形小车及其控制方法。
背景技术
轮式机器人作为一种移动机器人，具有比足式机器人更快的移动速度，但其复杂环境适应能力较差，常用于执行物资运输、抢险救援、安防巡逻等任务。传统的轮式小车具有固定的轮距和固定的底盘，且具有明显物理意义上的正反面和前后侧，因此，在面对复杂地形时，不具备跨越障碍、倾倒恢复、灵活可折展等能力，而上述能力，对于适应地形复杂的野外环境，克服不具有良好道路条件的恶劣地形，具有十分重要的意义。本发明旨在提出一款具备多轮驱动、可变轮距的、具备倾倒自恢复功能的可折展小车及其控制方法，以满足复杂任务对于小车行进能力的需求，实现小车爬楼梯、爬管道、爬夹缝、爬或穿过限高杆等复杂地形和平衡车等功能。
发明内容
本发明要解决的问题是设计一种可折展重构变轮距全地形小车及其控制方法，以保证轮式机器人高速移动能力的同时，进一步提升机器人对复杂地形环境的适应能力和机动性能。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种可折展重构变轮距全地形小车，其总体结构由姿态调节组件、驱动轮组件、底部支撑板、顶部支撑板和第一、第二被动轮组件构成。
其中，姿态调节组件固定在底部支撑板的第二主板上，第一、第二被动轮组件分别安装在底部支撑板的第一、第四侧板上；姿态调节组件的车横轴两侧分别穿过第一、第二被动轮组件的第一、第二连接座，并与之固定连接，同时与组件的第一、第二被动轮通过转动副连接；驱动轮组件的第一和第四轮组件分别安装在底部支撑板的第一、第四侧板上，它的第二和第三轮组件安装在底部支撑板的第二主板上，在初始状态下，即底部支撑版的第二主板与第一、第四侧板上在同一平面上时，第一、第二、第三和第四轮组件的主动轮同轴线，此时，驱动轮组件与第一、第二被动轮组件分列于小车两端；顶部支撑板与底部支撑版将小车其余部件夹在中部，起到保护作用。
它的姿态调节组件由车横轴、车体姿态控制电机、从动齿轮、驱动齿轮、第一和第二导电滑环组件组成；其中，第一导电滑环组件由第一导电外环、第一导电内环、第一固定座组成，第二导电滑环组件由第二导电外环、第二导电内环、第二固定座组成；第一、第二导电内环与车横轴固定连接，同时分别与第一、第二导电外环通过转动副连接；第一、第二导电外环与第一、第二固定座固定连接，而第一、第二固定座则与第二主板固定连接；车体姿态控制电机同样固定在第二主板上，其输出轴与驱动齿轮连接，将动力通过与驱动齿轮啮合的从动齿轮传递到车横轴上，从而可以改变第二主板与第一、第四侧板上的夹角，以实现第一、第四轮组件与第二、第三轮组件之间的轮距调整；通过第一、第二导电滑环组件，可以保证第一、第二主板之间的元件在发生多次整周回转后仍能与第一、第二、第三和第四侧板上的元件保持良好的电气连接。
它可以工作在连续可变轮距的工作模式下，且不区分正反面和前后侧；车体关于底部支撑板与顶部支撑板的中性面完全对称。小车可以工作在短轮距和长轮距模式下，且轮距连续可变，同时通过中间主板部分的翻转，使得小车具备越障能力。
一种可折展重构变轮距全地形小车控制方法，其控制架构由姿态感知模块、转向控制模块、夹角控制模块和四轮速度协同控制模块组成；
其中，姿态感知模块由第一、第二主板的姿态和第一、第二、第三和第四侧板的姿态组成，第一、第二主板的姿态(α1,β1,γ1)由安装在第二主板上的姿态传感器测得，第一、第二、第三和第四侧板的姿态(α2,β2,γ2)由安装在第一侧板上的姿态传感器测得，从而小车的整体横滚姿态角为
Figure BDA0003110571210000031
整体偏航姿态角为
Figure BDA0003110571210000032
整体俯仰姿态角由β1,β2共同决定，为
Figure BDA0003110571210000033
θ＝π+β1-β2
Figure BDA0003110571210000034
其中，l1,l2分别为第二、第三轮组件和第一、第四轮组件与第一、第二被动轮组件的轮距；θ为第一、第二、第三和第四侧板与第一、第二主板的夹角；D为第二、第三轮组件与第一、第四轮组件的轮距。
轮距/夹角控制模块在姿态感知基础上进行，已知期望的轮距Dd，可计算的期望的夹角
Figure BDA0003110571210000035
得到期望的夹角后，结合姿态感知模块中测量的实际夹角设计控制器，控制姿态调节组件中的车体姿态控制电机，即可实现小车的轮距/夹角控制。
转向控制模块中，已知期望的和实际偏航角分别为γd,γ，由于小车没有转向机构，只可以通过四轮差速转向，且小车轮距越小转弯越快，则可设计小车转向控制器为
Figure BDA0003110571210000036
eγ＝γ-γd
其中，kPi(D),kIi(D),kDi(D),i＝1,2,3,4为转向控制器中的比例、积分、微分控制参数，当i＝1,2时，kPi(D),kIi(D),kDi(D)≥0，当i＝3,4时，kPi(D),kIi(D),kDi(D)≤0，且|kPi(D)|,|kIi(D)|,|kDi(D)|,i＝1,2,3,4与轮距D的大小成正比，保证转向控制的均匀变化。
四轮速度协同控制模块中，已知小车的整体期望和实际速度分别为vd,v，行走轨迹的曲率半径为R，可分解到第一、第二、第三和第四轮组件的期望速度分别为
Figure BDA0003110571210000037
当k＝-1时，代表左转，当k＝1时，代表右转。同时可知，第一、第二、第三和第四轮组件的实际速度分别为v1,v2,v3,v4，各轮组件的实际速度与期望速度的差值大小并不一致，为了保证四轮驱动的协同控制，设计四轮速度协同控制器为
Figure BDA0003110571210000041
其中，v′id,i＝1,2,3,4是为了协同控制产生的新的各轮组件的期望速度，c1为整体速度协同因子，c2为自身期望速度跟踪因子，c1越大速度协同越快，c2越大速度跟踪自身期望速度就越快。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：本发明通过多次整周回转可折展机构来连续改变小车的轮距和形态，使其具备了跨越不同地形障碍的能力，同时由于其不区分正反面和前后侧，具备了全方位的机动性能，也进一步提升了其稳定性，使该轮式小车具有广泛的社会运用前景。
附图说明
图1可折展重构变轮距全地形小车整体示意图；
图2内部结构图；
图3***示意图；
图4姿态调节组件示意图；
图5短轮距工作模式示意图；
图6长轮距工作模式示意图；
图7轮组件示意图；
图8小车控制架构示意图；
图9小车结构参数示意图；
图10小车四轮速度协同控制示意图；
图中：姿态调节组件(1)，驱动轮组件(2)，底部支撑板(3-1)，顶部支撑板(3-2)，第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)，第一、第二、第三和第四轮组件(5-1、5-2、5-3、5-4)，车横轴(6)，车体姿态控制电机(7)，从动齿轮(8)，驱动齿轮(9)，第一、第二导电滑环组件(10-1,10-2)，第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)，第一、第二主板(12-1、12-2)，第一、第二导电外环(13-1、13-2)，第一、第二导电内环(14-1、14-2)，第一、第二固定座(15-1、15-2),第一、第二连接座(16-1、16-2)，第一、第二被动轮(17-1、17-2)，行进电机(18)，主动轮(19)。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步说明。
本发明要解决的问题是设计一种可折展重构变轮距全地形小车及其控制方法，以保证轮式机器人高速移动能力的同时，进一步提升机器人对复杂地形环境的适应能力和机动性能。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种可折展重构变轮距全地形小车，如图1所示，其总体结构由姿态调节组件(1)、驱动轮组件(2)、底部支撑板(3-1)、顶部支撑板(3-2)和第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)构成；
其中，姿态调节组件(1)固定在底部支撑板(3-1)的第二主板(12-2)上，第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)分别安装在底部支撑板(3-1)的第一、第四侧板上(11-2、11-4)；姿态调节组件(1)的车横轴(6)两侧分别穿过第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)的第一、第二连接座(16-1、16-2)，并与之固定连接，同时与组件的第一、第二被动轮(17-1、17-2)通过转动副连接；驱动轮组件(2)的第一和第四轮组件(5-1、5-4)分别安装在底部支撑板(3-1)的第一、第四侧板上(11-2、11-4)，它的第二和第三轮组件(5-2、5-3)安装在底部支撑板(3-1)的第二主板(12-2)上，在初始状态下，即底部支撑版(3-1)的第二主板(12-2)与第一、第四侧板上(11-2、11-4)在同一平面上时，第一、第二、第三和第四轮组件(5-1、5-2、5-3、5-4)的主动轮(19)同轴线，此时，驱动轮组件(2)与第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)分列于小车两端，如图2所示；顶部支撑板(3-2)与底部支撑版(3-1)将小车其余部件夹在中部，起到保护作用。
它的姿态调节组件(1)由车横轴(6)、车体姿态控制电机(7)、从动齿轮(8)、驱动齿轮(9)、第一和第二导电滑环组件(10-1,10-2)组成，如图4所示；其中，第一导电滑环组件由第一导电外环(13-1)、第一导电内环(14-1)、第一固定座(15-1)组成，第二导电滑环组件由第二导电外环(13-2)、第二导电内环(14-2)、第二固定座(15-2)组成；第一、第二导电内环(14-1、14-2)与车横轴(6)固定连接，同时分别与第一、第二导电外环(13-1、13-2)通过转动副连接；第一、第二导电外环(13-1、13-2)与第一、第二固定座(15-1、15-2)固定连接，而第一、第二固定座(15-1、15-2)则与第二主板(12-2)固定连接；车体姿态控制电机(7)同样固定在第二主板(12-2)上，其输出轴与驱动齿轮(9)连接，将动力通过与驱动齿轮(9)啮合的从动齿轮(8)传递到车横轴(6)上，从而可以改变第二主板(12-2)与第一、第四侧板上(11-2、11-4)的夹角，以实现第一、第四轮组件(5-1、5-4)与第二、第三轮组件(5-2、5-3)之间的轮距调整；通过第一、第二导电滑环组件(10-1,10-2)，可以保证第一、第二主板(12-1、12-2)之间的元件在发生多次整周回转后仍能与第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)上的元件保持良好的电气连接。
它可以工作在连续可变轮距的工作模式下，且不区分正反面和前后侧；车体关于底部支撑板(3-1)与顶部支撑板(3-2)的中性面完全对称。如图5和图6所示，小车可以工作在短轮距和长轮距模式下，且轮距连续可变，同时通过中间主板部分的翻转，使得小车具备越障能力。
一种可折展重构变轮距全地形小车控制方法，如图8所示，其控制架构由姿态感知模块、轮距/夹角控制模块、转向控制模块和四轮速度协同控制模块组成；
其中，如图9所示，姿态感知模块由第一、第二主板(12-1、12-2)的姿态和第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)的姿态组成，第一、第二主板(12-1、12-2)的姿态(α1,β1,γ1)由安装在第二主板(12-2)上的姿态传感器测得，第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)的姿态(α2,β2,γ2)由安装在第一侧板(11-1)上的姿态传感器测得，从而小车的整体横滚姿态角为
Figure BDA0003110571210000071
整体偏航姿态角为
Figure BDA0003110571210000072
整体俯仰姿态角由β1,β2共同决定，为
Figure BDA0003110571210000073
θ＝π+β1-β2
Figure BDA0003110571210000074
其中，l1,l2分别为第二、第三轮组件(5-2、5-3)和第一、第四轮组件(5-1、5-4)与第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)的轮距；θ为第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)与第一、第二主板(12-1、12-2)的夹角；D为第二、第三轮组件(5-2、5-3)与第一、第四轮组件(5-1、5-4)的轮距。
轮距/夹角控制模块在姿态感知基础上进行，已知期望的轮距Dd，可计算的期望的夹角
Figure BDA0003110571210000075
得到期望的夹角后，结合姿态感知模块中测量的实际夹角设计控制器，控制姿态调节组件(1)中的车体姿态控制电机(7)，即可实现小车的轮距/夹角控制。
转向控制模块中，已知期望的和实际偏航角分别为γd,γ，由于小车没有转向机构，只可以通过四轮差速转向，且小车轮距越小转弯越快，则可设计小车转向控制器为
Figure BDA0003110571210000076
eγ＝γ-γd
其中，kPi(D),kIi(D),kDi(D),i＝1,2,3,4为转向控制器中的比例、积分、微分控制参数，当i＝1,2时，kPi(D),kIi(D),kDi(D)≥0，当i＝3,4时，kPi(D),kIi(D),kDi(D)≤0，且|kPi(D)|,|kIi(D)|,|kDi(D)|,i＝1,2,3,4与轮距D的大小成正比，保证转向控制的均匀变化。
四轮速度协同控制模块中，已知小车的整体期望和实际速度分别为vd,v，行走轨迹的曲率半径为R，可分解到第一、第二、第三和第四轮组件(5-1、5-2、5-3、5-4)的期望速度分别为
Figure BDA0003110571210000081
当k＝-1时，代表左转，当k＝1时，代表右转。同时可知，第一、第二、第三和第四轮组件(5-1、5-2、5-3、5-4)的实际速度分别为v1,v2,v3,v4，各轮组件的实际速度与期望速度的差值大小并不一致，为了保证四轮驱动的协同控制，如图10所示，设计四轮速度协同控制器为
Figure BDA0003110571210000082
其中，v′id,i＝1,2,3,4是为了协同控制产生的新的各轮组件的期望速度，c1为整体速度协同因子，c2为自身期望速度跟踪因子，c1越大速度协同越快，c2越大速度跟踪自身期望速度就越快。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：本发明通过多次整周回转可折展机构来连续改变小车的轮距和形态，使其具备了跨越不同地形障碍的能力，同时由于其不区分正反面和前后侧，具备了全方位的机动性能，也进一步提升了其稳定性，使该轮式小车具有广泛的社会运用前景。

Claims (4)

1.一种可折展重构变轮距全地形小车，其特征在于：其总体结构由姿态调节组件(1)、驱动轮组件(2)、底部支撑板(3-1)、顶部支撑板(3-2)和第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)构成；
其中，姿态调节组件(1)固定在底部支撑板(3-1)的第二主板(12-2)上，第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)分别安装在底部支撑板(3-1)的第一、第四侧板上(11-2、11-4)；姿态调节组件(1)的车横轴(6)两侧分别穿过第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)的第一、第二连接座(16-1、16-2)，并与之固定连接，同时与组件的第一、第二被动轮(17-1、17-2)通过转动副连接；驱动轮组件(2)的第一和第四轮组件(5-1、5-4)分别安装在底部支撑板(3-1)的第一、第四侧板上(11-2、11-4)，它的第二和第三轮组件(5-2、5-3)安装在底部支撑板(3-1)的第二主板(12-2)上，在初始状态下，即底部支撑版(3-1)的第二主板(12-2)与第一、第四侧板上(11-2、11-4)在同一平面上时，第一、第二、第三和第四轮组件(5-1、5-2、5-3、5-4)的主动轮(19)同轴线，此时，驱动轮组件(2)与第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)分列于小车两端，如图2所示；顶部支撑板(3-2)与底部支撑版(3-1)将小车其余部件夹在中部，起到保护作用。
2.一种可折展重构变轮距全地形小车控制方法，其特征在于：其控制架构由姿态感知模块、轮距/夹角控制模块、转向控制模块和四轮速度协同控制模块组成；
其中，姿态感知模块由第一、第二主板(12-1、12-2)的姿态和第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)的姿态组成，第一、第二主板(12-1、12-2)的姿态(α1,β1,γ1)由安装在第二主板(12-2)上的姿态传感器测得，第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)的姿态(α2,β2,γ2)由安装在第一侧板(11-1)上的姿态传感器测得，从而小车的整体横滚姿态角为
Figure FDA0003110571200000011
整体偏航姿态角为
Figure FDA0003110571200000012
整体俯仰姿态角由β1,β2共同决定，为
Figure FDA0003110571200000021
θ＝π+β1-β2
Figure FDA0003110571200000022
其中，l1,l2分别为第二、第三轮组件(5-2、5-3)和第一、第四轮组件(5-1、5-4)与第一、第二被动轮组件(4-1、4-2)的轮距；θ为第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)与第一、第二主板(12-1、12-2)的夹角；D为第二、第三轮组件(5-2、5-3)与第一、第四轮组件(5-1、5-4)的轮距；
轮距/夹角控制模块在姿态感知基础上进行，已知期望的轮距Dd，可计算的期望的夹角
Figure FDA0003110571200000023
得到期望的夹角后，结合姿态感知模块中测量的实际夹角设计控制器，控制姿态调节组件(1)中的车体姿态控制电机(7)，即可实现小车的轮距/夹角控制；
转向控制模块中，已知期望的和实际偏航角分别为γd,γ，由于小车没有转向机构，只可以通过四轮差速转向，且小车轮距越小转弯越快，则可设计小车转向控制器为
Figure FDA0003110571200000024
eγ＝γ-γd
其中，kPi(D),kIi(D),kDi(D),i＝1,2,3,4为转向控制器中的比例、积分、微分控制参数，当i＝1,2时，kPi(D),kIi(D),kDi(D)≥0，当i＝3,4时，kPi(D),kIi(D),kDi(D)≤0，且|kPi(D)|,|kIi(D)|,|kDi(D)|,i＝1,2,3,4与轮距D的大小成正比，保证转向控制的均匀变化；
四轮速度协同控制模块中，已知小车的整体期望和实际速度分别为vd,v，行走轨迹的曲率半径为R，可分解到第一、第二、第三和第四轮组件(5-1、5-2、5-3、5-4)的期望速度分别为
Figure FDA0003110571200000025
当k＝-1时，代表左转，当k＝1时，代表右转；同时可知，第一、第二、第三和第四轮组件(5-1、5-2、5-3、5-4)的实际速度分别为v1,v2,v3,v4，各轮组件的实际速度与期望速度的差值大小并不一致，为了保证四轮驱动的协同控制，设计四轮速度协同控制器为
Figure FDA0003110571200000031
其中，v′id,i＝1,2,3,4是为了协同控制产生的新的各轮组件的期望速度，c1为整体速度协同因子，c2为自身期望速度跟踪因子，c1越大速度协同越快，c2越大速度跟踪自身期望速度就越快。
3.权利要求1所述的一种可折展重构变轮距全地形小车，其特征在于：它的姿态调节组件(1)由车横轴(6)、车体姿态控制电机(7)、从动齿轮(8)、驱动齿轮(9)、第一和第二导电滑环组件(10-1,10-2)组成，如图4所示；其中，第一导电滑环组件由第一导电外环(13-1)、第一导电内环(14-1)、第一固定座(15-1)组成，第二导电滑环组件由第二导电外环(13-2)、第二导电内环(14-2)、第二固定座(15-2)组成；第一、第二导电内环(14-1、14-2)与车横轴(6)固定连接，同时分别与第一、第二导电外环(13-1、13-2)通过转动副连接；第一、第二导电外环(13-1、13-2)与第一、第二固定座(15-1、15-2)固定连接，而第一、第二固定座(15-1、15-2)则与第二主板(12-2)固定连接；车体姿态控制电机(7)同样固定在第二主板(12-2)上，其输出轴与驱动齿轮(9)连接，将动力通过与驱动齿轮(9)啮合的从动齿轮(8)传递到车横轴(6)上，从而可以改变第二主板(12-2)与第一、第四侧板上(11-2、11-4)的夹角，以实现第一、第四轮组件(5-1、5-4)与第二、第三轮组件(5-2、5-3)之间的轮距调整；通过第一、第二导电滑环组件(10-1,10-2)，可以保证第一、第二主板(12-1、12-2)之间的元件在发生多次整周回转后仍能与第一、第二、第三和第四侧板(11-1、11-2、11-3、11-4)上的元件保持良好的电气连接。
4.权利要求1所述的一种可折展重构变轮距全地形小车，其特征在于：它可以工作在连续可变轮距的工作模式下，且不区分正反面和前后侧；车体关于底部支撑板(3-1)与顶部支撑板(3-2)的中性面完全对称；如图5和图6所示，小车可以工作在短轮距和长轮距模式下，且轮距连续可变，同时通过中间主板部分的翻转，使得小车具备越障能力。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115649288A (zh) * 2022-10-12 2023-01-31 北京理工大学 自重构轮式车辆重构单元

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080105481A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Hutcheson Timothy L Reconfigurable balancing robot and method for dynamically transitioning between statically stable mode and dynamically balanced mode
CN101890986A (zh) * 2010-06-13 2010-11-24 上海中为智能机器人有限公司 一种可变形适应全地形的机器人行走机构
CN102358361A (zh) * 2011-09-26 2012-02-22 吉林大学 多路况自适应履臂复合驱动式仿生机器人
CN205588895U (zh) * 2016-03-22 2016-09-21 重庆三峡学院 四轮自动变轮距车
US20200346699A1 (en) * 2019-05-01 2020-11-05 Foster-Miller, Inc. Method of traversing difficult terrain

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080105481A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Hutcheson Timothy L Reconfigurable balancing robot and method for dynamically transitioning between statically stable mode and dynamically balanced mode
CN101890986A (zh) * 2010-06-13 2010-11-24 上海中为智能机器人有限公司 一种可变形适应全地形的机器人行走机构
CN102358361A (zh) * 2011-09-26 2012-02-22 吉林大学 多路况自适应履臂复合驱动式仿生机器人
CN205588895U (zh) * 2016-03-22 2016-09-21 重庆三峡学院 四轮自动变轮距车
US20200346699A1 (en) * 2019-05-01 2020-11-05 Foster-Miller, Inc. Method of traversing difficult terrain

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115649288A (zh) * 2022-10-12 2023-01-31 北京理工大学 自重构轮式车辆重构单元

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