转盘式多足仿生机器人的运动学分析及优化

作     者：张春燕 丁兵 何志强 杨杰 ZHANG Chun-yan;DING Bing;HE Zhi-qiang;YANG Jie

作者机构：上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201600 厦门ABB开关有限公司福建厦门361000 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52005317) 上海市研究生科研创新基金资助项目(19KY0151) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2022年第29卷第3期

页      码：327-338页

摘      要：为解决多足机器人控制系统复杂、加工装配困难的问题,设计了一种基于单自由度Jansen连杆机构的转盘式多足仿生机器人,并对其进行运动学分析和优化。首先,运用旋量理论对机器人的单条仿生机械腿进行自由度验证,并运用复数矢量法对仿生机械腿进行运动学求解,得到其足端运动轨迹方程及各关节的转动角度。然后,基于仿生机械腿足端的运动轨迹及其影响因素,分析了其优化方向。接着,提出了转盘式传动机构,并对仿生机械腿的转动关节和足端进行了优化,同时利用SolidWorks软件对转盘式多足仿生机器人的步态进行了时序分析。最后,制作了转盘式多足仿生机器人样机并分析了其在常规路况下的运动能力,验证了其可行性。结果表明,改变曲柄长度和机架水平倾角可优化多足仿生机器人的运动轨迹,使其更符合实际应用所需;转盘式传动机构与多条仿生机械腿的叠加,提升了机器人的环境适应性。研究结果为后续机器人系统的设计及工程应用提供了重要的理论依据。

主 题 词：多足仿生机器人 旋量理论 运动学分析 步态优化 结构优化 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2022.00.041

馆 藏 号：203112693...