四足机器人前小腿系弹性牵拉驱动机构设计

摘要：

为实现四足机器人腿机构轻量、柔性以及高刚度的设计,从生物学出发,研究了狗在高速运动中肌肉牵拉对其前腿骨骼刚度的影响.应用ADAMS动力学仿真软件模拟了狗单条腿在对角步态下的运动与受力环境,研究并比较了骨骼受肌肉牵拉和无肌肉牵拉两种状态.仿真结果证明,肌肉牵拉对骨骼刚度有大幅度的增强作用,能够使骨骼支撑动物实现稳定的运动而不被破坏.进一步提出并验证了采用弹簧弹性力牵拉能够达到与肌肉牵拉力相同的效果,并将此结论应用于四足机器人前小腿弹性牵拉驱动机构设计中,将关节弹性力耦合作用与机构两端形成牵拉作用,并研究了弹性力作用点变化与弹簧刚度以及机构最大应力值之间的约束关系.结果表明,这种设计在保证关节弹性力输出控制特性不受影响的情况下能够有效提高腿机构的刚度.

关键词：四足机器人、小腿、机构设计、牵拉

所属期刊栏目：35

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51275413;国家863计划资助项目2011AA041001

在线出版日期：2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：470-476,483