四足仿生机器人混联腿构型设计及比较

作     者：田兴华 高峰 陈先宝 齐臣坤 TIAN Xinghua;GAO Feng;CHEN Xianbao;QI Chenkun

作者机构：上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2013年第49卷第6期

页      面：81-88页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划 2013CB035501) 国家高技术研究发展计划(863计划 2011AA040901) 国家自然科学基金(51175323 61004047)资助项目 

主　　题：四足机器人 混联腿构型 平面机构 承载能力 

摘      要：四足仿生机器人一直是机器人领域研究的热点之一。对国内外的研究现状和代表样机进行综述,总结现有四足机器人的腿构型的优缺点。混联腿构型结合了并联机构和串联机构的优点,可在提高机器人载重/自重比的同时,满足快速稳定响应的需求,从而实现高速、低能耗、高承载的运动。提出三种不同的3自由度混联腿机构,由1自由度的四杆机构和2自由度的平面并联机构串联组成。建立3种混联腿的运动学模型。根据四足机器人的行走设计需求,总结三种混联腿机构的特点,并建立其各自的工作空间模型。基于对角小跑的轨迹,分析三种混联结构在空间上的承载能力和各向同性度。通过对比分析选择第三种混联腿作为最优选项,并进一步与经典串联腿进行驱动力矩比较,证实混联腿的优越性。通过样机负重行走试验验证结果的可靠性,为四足混联腿机构机器人的后续研究奠定理论基础。