可调整闭链腿机构步行载运平台的设计与研究

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相较于轮式、履带式等其他类型的移动机器人,步行机器人具有良好的机动性能和复杂地形的适应能力。闭链腿部机构相较于开链腿部机构具有刚度大、稳定性好等优点。本文在原有理论研究的基础上设计出一款具有高负载能力和高机动性能的步行载运平台,并对可调整闭链腿机构进行研究,将其运用到此款平台中,对其性能进行分析。  首先,本文在已有研究的基础上确定六杆七副机构为研究的闭链腿机构,以此单腿机构搭建了一款新型步行载运平台,整机采用一个腿组代替单腿机构,四个腿组对称布置在整机四角的设计方案,每个腿组由前后共曲柄,左右共电机的四个单腿机构组成,提高了整机的稳定性和负载能力;利用虚拟样机技术对步行平台进行建模和仿真,对平台在一般路况下的通过性、稳定性、直行和转向方式进行分析,并对平台上下斜坡、侧坡、翻越垂直墙、跨越壕沟方面的越障能力进行分析。  然后,对单腿机构各杆件的灵敏度进行分析,主要研究杆件长度改变对足端抬腿高度和跨步长度的影响,得出杆件灵敏度的优先级,将最灵敏杆件的可调装置运用到平台单腿机构的设计中;用杆件可调整装置代替单个杆件,通过改变杆件长度提高整机的越障能力,利用杆件可调整下的越障区域轨迹曲线对凸台和壕沟障碍进行分析,并提出解决方案,同时实现位移差转向的方式,通过仿真分析验证理论分析的可行性。  最后,按照各项技术参数指标对步行平台各部分进行结构设计,包括电机选型、腿组结构设计、单腿结构设计、车体和货架设计,并对关键零部件进行了校核,设计控制方案,对样机进行加工、装配和试验。
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