一种3自由度并联拟人机械腿的动力学建模及伺服电机峰值力矩预估

摘要

为了弥补当前拟人机器人结构的不足之处和改善拟人机械腿的通用性和适应性,对一种3自由度并联拟人机械腿的动力学性能进行了研究.基于该机械腿的结构布局特点,推导出其运动学反解方程,研究了各输入速度的变化规律,利用拉格朗日方法建立该机械腿的动力学模型.在该模型的基础上建立伺服电机的预估模型,主要包括对伺服电机转速的预估和对电机转矩的预估,分析了机械腿伺服电机驱动的角速度、驱动力矩的变化规律,得到了机械腿的动力学特性,并对机械腿伺服电机峰值力矩预估模型进行了验证,得到最大预估峰值力矩值为3.195 N·m.分析结果表明,该机械腿机构的驱动角速度和驱动力矩呈周期性变化.伺服电机峰值力矩预估模型为机械腿伺服电机的选型提供了理论参考依据.