串并混联四足机器人腿机构的设计及运动学分析

摘要

为了提高四足机器人的运动灵活性和复杂环境适应性,设计了一种R+{2-UPR+RPR}腿机构,并利用螺旋理论分析得知该机构具有两转动和一移动3个自由度;接着,根据空间中构件和运动副的位置关系,推导出运动学反解和正解方程,求解驱动构件速度、加速度;然后,借助Matlab计算软件和ADAMS仿真软件,通过对比运动学正反解的理论计算结果与仿真结果来验证正反解模型的准确性;最后,通过对机器人单腿的运动仿真,得到腿部机构的运动轨迹和速度变化情况,并对腿部机构的工作空间进行分析,得到其足端的可达工作范围及运动特点.结果表明,该腿部机构具有较好的工作适应性和运动灵活性,关节数少且较独立.