寄生机构式轮腿机器人空间刚度研究
韦为
朱霖
黄斌
黄亿
巫静
张昊
广西大学 机械工程学院,南宁 530004
摘要：[目的]针对复杂空间多连杆机构刚度分析中计算效率低、与试验结果偏差大的问题,基于宿主-寄生机构原理,设计多连杆平行解耦式轮腿机器人,实现高效、准确的空间刚度建模与分析.[方法]首先,依据宿主-寄生机制构建轮腿机器人构型,为后续刚度建模提供结构基础;其次,利用Matlab软件建立由极少计算单元组成的空间拟合刚度分布(Spatial Fitting Stiffness Distribution,S-FSD)模型,简化刚度计算流程;然后,通过Ansys软件静力学仿真获取参考数据,采用蒙特卡洛法对模型参数进行拟合,提升模型计算精度;最后,开展实物试验,验证所建模型的正确性.[结果]研究表明,S-FSD模型计算效率显著提升,计算时间减少99.35%以上;单位姿最大偏差为4.06%,多位姿综合拟合后最大偏差为19.66%,与实测刚度的最大偏差仅为14.5%.研究揭示了机器人在x、y、z方向刚度分布的差异性规律,可为轮腿机器人结构优化与轨迹规划提供参考.
关键词：宿主-寄生机构轮腿机器人刚度建模有限元仿真分析空间多连杆机构
分类号：TH122(机械设计、计算与制图)
资助基金：国家自然科学基金(51765005)广西自然科学基金项目(2023GXNSFAA026378)广西自然科学基金项目(2018GXNSFBA281080)广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2023KY0018)
论文发表日期：2026-02-15
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：8( 79-86 )
英文信息