四足机器人五杆单腿机构性能分析及轨迹规划

摘要

针对四足机器人串联腿部机构承载能力较低、并联机构足端可达工作区域较小的问题,提出一种基于五杆闭链机构四足机器人腿部构型,建立其运动学模型,在此基础上对其承载性能以及灵巧性分析,通过基于达朗贝尔原理的动态静力法进行机构动力分析,并与串联机构对比,验证该机构的低能耗与大承载能力,通过对机构灵巧性的分析,确定其速度传递性较好的工作范围,采用改进后的复合摆线法对单腿足端轨迹进行规划,选取最佳初始姿态使得足端轨迹包含在灵巧性较高的区域,最后建立单腿机构虚拟样机并搭建单腿机构的实物平台,通过单腿轨迹仿真与实验,验证了此腿部机构设计的可行性以及轨迹规划的有效性。