【目的】为提高轮腿式移动机器人的地形适应能力,简化驱动与轮腿模式切换的控制,提出一种零耦合度且部分运动解耦的并联式变拓扑机械腿。【方法】首先,基于变拓扑机构的结构组成原理,设计了一种变拓扑运动副;其次,基于方位特征(Position...【目的】为提高轮腿式移动机器人的地形适应能力,简化驱动与轮腿模式切换的控制,提出一种零耦合度且部分运动解耦的并联式变拓扑机械腿。【方法】首先,基于变拓扑机构的结构组成原理,设计了一种变拓扑运动副;其次,基于方位特征(Position and Orientation Characteristics, POC)集的拓扑设计理论,设计并分析了变拓扑机械腿;再次,基于拓扑特征运动学方法,求解出机械腿的符号式位置正解与逆解,并对机械腿的工作空间与奇异性进行分析;最后,由变拓扑机械腿构造了四足机器人,在陡坡和沟壑地形下进行了步态规划并测试其越障能力。【结果】变拓扑机械腿具有轮腿两种运动模式,在腿模式下的POC集为2R1T,在轮模式下的POC集为3T1R;基于变拓扑运动副实现的运动模式切换可使模式切换所需时间短、控制简单;越障测试表明,变拓扑机械腿对于陡坡和沟壑等复杂地形具有较强的通过能力。展开更多
文摘【目的】为提高轮腿式移动机器人的地形适应能力,简化驱动与轮腿模式切换的控制,提出一种零耦合度且部分运动解耦的并联式变拓扑机械腿。【方法】首先,基于变拓扑机构的结构组成原理,设计了一种变拓扑运动副;其次,基于方位特征(Position and Orientation Characteristics, POC)集的拓扑设计理论,设计并分析了变拓扑机械腿;再次,基于拓扑特征运动学方法,求解出机械腿的符号式位置正解与逆解,并对机械腿的工作空间与奇异性进行分析;最后,由变拓扑机械腿构造了四足机器人,在陡坡和沟壑地形下进行了步态规划并测试其越障能力。【结果】变拓扑机械腿具有轮腿两种运动模式,在腿模式下的POC集为2R1T,在轮模式下的POC集为3T1R;基于变拓扑运动副实现的运动模式切换可使模式切换所需时间短、控制简单;越障测试表明,变拓扑机械腿对于陡坡和沟壑等复杂地形具有较强的通过能力。
