空間單閉鏈兩足步行連桿機構的研究.pdf

1、本文提出將空間單閉鏈連桿機構整體用作兩足步行機器人的理念。對含R副和C副的空間單閉鏈四桿和六桿兩足步行機構進行了系統(tǒng)化研究，包括理論研究、仿真研究、實驗研究及典型案例的應用研究。
　　首先，提出一種空間單閉鏈四桿RCCR機構的非傳統(tǒng)應用，把它用作內(nèi)外足嵌套布置的新概念兩足步行機構。利用機構在奇異位形位置時對兩個電機的驅動與控制實現(xiàn)行進與轉向運動。進行自由度分析、行走模式分析、運動學分析、足端工作空間分析和穩(wěn)定性分析。設計、加工制作

2、原理樣機并進行了行走實驗，驗證提出概念的可行性。
　　其次，在空間單閉鏈四桿RCCR兩足步行機構的基礎之上，進行橫向拓展，通過機構綜合法、試湊法、靈感和直覺，提出含有兩個轉動副和兩個圓柱副的空間四桿兩足步行機構家族，該家族包含三大類八個構型。提出的構型利用奇異位形實現(xiàn)行走和轉向。對每類構型進行了自由度分析、足端工作空間分析、關鍵要素設計準則制定、運動學分析和穩(wěn)定性分析。建立了虛擬樣機并進行了行走仿真分析，加工制造了四臺原理樣機驗證

3、了所提構型的可行性。
　　然后，在空間單閉鏈四桿RCCR兩足步行機構的基礎之上，進行縱向拓展，提出兩個新型的空間單閉鏈六桿機構。分別是空間單閉鏈六桿RRCRCR和RRCCRR機構，并提出將這兩個機構作為兩足步行機構，研究工作包括:
　　(1)針對所提出的空間六桿RRCRCR兩足步行機構，規(guī)劃三種行走模式，分別是間斷調(diào)整行走模式、奇異位置調(diào)整行走模式和任意位置調(diào)整行走模式。進行自由度分析、足端工作空間分析和行走軌跡分析、運動學

4、分析和穩(wěn)定性分析，制定兩足設計準則。設計制作原理樣機驗證提出概念的合理性。隨后，提出潛在的應用場合并規(guī)劃和分析了球面和柱面兩種操作模式。
　　(2)提出的空間六桿RRCCRR兩足步行機構能通過爬行和翻跟斗兩種行走模式到達平面任意位置。接下來，轉換到操作模式完成操作任務。進行了自由度分析、行走模式分析、操作模式分析、工作空間分析、運動學分析和穩(wěn)定性分析。最后，將其應用作為一臺兩足3T升降機，加工制作兩足3T升降機樣機并進行行走和操作