具有主-被动变刚度柔性关节的足式机器人单腿被动弹跳特性研究

• 作者: 董会英 万媛 闫昆 张小俊
• 来源期刊: 机械设计
• 关键词: 单腿结构 主动变刚度 被动变刚度 跳跃频率 机械震颤
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 专题论文|Theses on special topics
• 页码范围: 58-65
• 页数: 8页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文

摘要

通过对生物运动机理的深入研究分析,基于仿生学设计了一款具有主-被动变刚度柔性回转关节的单腿机器人,以追求更好的稳定性、更快的运动速度及更高的能量利用率为目标,基于综合应用动力学、碰撞理论和机械振动建立了机器人腾空相和着地相,以及落地碰撞和起跳冲击的动态模型,针对柔性回转关节的主-被动变刚度对纵向弹跳频率、落地碰撞和起跳冲击的影响规律进行深入系统的研究,并进行了相应的仿真验证.验证了被动变刚度有效地降低着地相支撑腿的振动频率,增加刚度,降低支撑期下肢受力时的机械震颤.柔性回转关节通过主动变刚度增大刚度能够缩短触地时间,提高弹跳的频率,且可以适应不同的地面.主-被动变刚度柔性回转关节对单腿的弹跳运动,提高了跳跃的稳定性、适应性,为足式机器人的后续研究提供了实质性的基础.