基于弹簧的绳驱动4-SPS/U刚柔并联式躯干关节机构设计与运动学建模

• 作者: 潘以涛 王立栋 路浩 陈原
• 来源期刊: 兵工学报
• 学科: 工学
• 关键词: 躯干关节机构 绳驱动 螺旋理论 运动学建模
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 页码范围: 2352-2362
• 页数: 11页
• 分类号: TP242.4
• 字数: 7556字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.11.020

摘要

结合绳驱动和刚性并联机构二者的优点,采用过约束并联机构的构造方法,提出了一种2自由度绳驱动4-SPS/U刚柔并联式躯干关节机构.该躯干关节机构可以使6足移动机器人灵活地实现行走、水中推进、攀爬以及滚动等多种运动模式.利用螺旋理论计算了绳驱动4-SPS/U刚柔并联式躯干关节机构的自由度;结合封闭矢量方法和特征结构配置解耦法构建了该机构的运动学逆解模型,推导出该机构的速度和加速度模型,并通过雅克比矩阵分析了机构奇异性.通过理论数值方法计算出该躯干关节机构的位移、速度和加速度理论仿真数据,将理论仿真数据与Adams软件仿真数据进行对比,从而验证了理论模型的正确性.