具有柔性关节的四足机械腿设计与分析

发布时间：2018-03-01 20:47

  本文关键词： 四足机器人 串联弹性驱动器(SEA) 柔性关节 单腿跳跃 能量放大作用　出处：《华中科技大学学报(自然科学版)》2017年03期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为解决四足机器人驱动单元功率密度低的问题,借助串联弹性机构的能量放大作用,设计出一款具有串联弹性、适用于四足机器人腿部构型的电驱动柔性关节,并据此柔性关节设计制作了具有柔性特性的四足机器人单腿样机.为研究柔性机械腿能量运用情况,提出一种简化的柔性单腿跳跃模型,对单次跳跃过程中从屈膝静止到跳离地面过程建立了运动学微分方程,应用解析法进行求解,分析了串联弹性能量放大作用在足式机器人中的应用,同时通过分析驱动单元功率曲线,揭示了能量放大实现机理.利用足式机器人单腿垂直跳跃实验平台完成单腿样机跳跃过程的初步实验,验证了柔性在四足机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.
【作者单位】： 河北工业大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61503119) 河北省优秀青年基金资助项目(YQ2014027)
【分类号】：TP242

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本文编号：1553532