具有柔性關(guān)節(jié)的四足機(jī)械腿設(shè)計(jì)與分析
本文關(guān)鍵詞: 四足機(jī)器人 串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器(SEA) 柔性關(guān)節(jié) 單腿跳躍 能量放大作用 出處:《華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2017年03期 論文類型:期刊論文
【摘要】:為解決四足機(jī)器人驅(qū)動(dòng)單元功率密度低的問題,借助串聯(lián)彈性機(jī)構(gòu)的能量放大作用,設(shè)計(jì)出一款具有串聯(lián)彈性、適用于四足機(jī)器人腿部構(gòu)型的電驅(qū)動(dòng)柔性關(guān)節(jié),并據(jù)此柔性關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)制作了具有柔性特性的四足機(jī)器人單腿樣機(jī).為研究柔性機(jī)械腿能量運(yùn)用情況,提出一種簡化的柔性單腿跳躍模型,對單次跳躍過程中從屈膝靜止到跳離地面過程建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)微分方程,應(yīng)用解析法進(jìn)行求解,分析了串聯(lián)彈性能量放大作用在足式機(jī)器人中的應(yīng)用,同時(shí)通過分析驅(qū)動(dòng)單元功率曲線,揭示了能量放大實(shí)現(xiàn)機(jī)理.利用足式機(jī)器人單腿垂直跳躍實(shí)驗(yàn)平臺完成單腿樣機(jī)跳躍過程的初步實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了柔性在四足機(jī)械腿中的能量放大作用.
[Abstract]:In order to solve the problem of low power density of quadruped robot driving unit, an electrically driven flexible joint with series elasticity and suitable for quadruped robot leg configuration was designed by means of the energy amplification of series elastic mechanism. According to the flexible joint, a single leg prototype of quadruped robot with flexible characteristics is designed. In order to study the energy application of flexible mechanical leg, a simplified flexible single leg jumping model is proposed. A kinematic differential equation is established for the process of single jump from flexion stillness to jumping off the ground. The application of series elastic energy amplification in foot robot is analyzed by using analytical method. At the same time, by analyzing the power curve of driving unit, the realization mechanism of energy amplification is revealed. The effect of flexibility on the energy amplification of quadruped mechanical legs is verified.
【作者單位】: 河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61503119) 河北省優(yōu)秀青年基金資助項(xiàng)目(YQ2014027)
【分類號】:TP242
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