单自由度八杆仿生机构构型与尺度同步设计方法

• 作者: 张自强 廖金秾 赵京 王伦
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: 仿生机构 单自由度 八杆机构 构型与尺度一体化 设计方法
• 年，卷（期）: 2020,（23）
• 所属期刊栏目: 机器人及机构学
• 页码范围: 58-66
• 页数: 9页
• 分类号: TH112
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2020.23.058

摘要

单自由度八杆仿生机构杆长参数较多,是仿生机器人领域研究的难点之一.为提高设计效率,提出一种构型与尺度同步设计方法.在选定的运动链和机架的基础上,以不等式形式分步给出运动可行性及外形约束条件,使得上一步的杆长可作为下一步求解的已知值.通过该过程,在得到八杆仿生机构构型的同时,快速得到所有杆长的初步可行域.循环上述过程,逐步缩小约束条件的范围,可使得八杆机构的杆长快速接近目标值.在此基础上,分类讨论了连杆搭接顺序、约束条件及基本运动链的差异对求解难度及构型结果的影响.利用所提出的单自由度八杆仿生机构的设计方法,在对初始条件进行合理选取的前提下,可在初步得到构型的同时将杆长限定在较小范围内,实现了构型与尺度的同步设计.该方法还可应用于其他单自由度机构的设计当中,具有较好的借鉴意义.