可重构解耦并联移动机器人构型综合及性能分析
潘武星
李瑞琴
宁峰平
李艳龙
丰晓东
中北大学机械工程学院,山西太原 030051
摘要：为提高机器人承载能力,减少驱动电动机能量消耗且使轮腿模式切换平稳高效,提出了一种可重构解耦并联移动机器人构型,并对其进行了构型综合研究及解耦性和奇异性分析.根据机器人机械腿期望自由度,综合出4种主运动支链;基于螺旋理论的去约束法,综合出58种约束支链;基于螺旋理论的虚拟链法,综合出3R球面并联机构作为机械腿承载支链.随后,给出两个机器人实例.以其中一个机器人为例,建立输入-输出方程,分析了机械腿解耦性;通过反证法,验证了可重构单元的奇异位形,并基于Grassmann线几何判断出奇异类型.最后,分析了承载支链的奇异性对于机械腿运动输出的影响.结果说明,机器人机械腿采用并联支链构型,具有较强的承载能力;机器人基于约束奇异方式实现轮腿切换,可使得切换动作更加平稳;机械腿的可重构性可使得驱动电动机能量消耗减少;机械腿各驱动相互解耦,降低了控制难度,使得机械腿轮腿模式切换更加高效.
关键词：并联移动机器人构型综合螺旋理论可重构性解耦性
资助基金：山西省重点研发项目(202202150401018)
论文发表日期：2024-03-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 45-51 )
英文信息