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并联腿机构在四足_两足可重组步行机器人中的应用.pdf

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第 45卷第 8期 机 械 工 程 学 报 VO1.45 NO.8 2009年 8月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Aug. 2009 DoI:10.3901/ E.2009.08.024 并联腿机构在四足/两足可重组步行 机器人中的应用木 王洪波 齐政彦 胡正伟 黄 真 f燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004) 摘要:将并联腿机构用于助残步行机器人,可大大提高步行机器人的载重/自重比,从而节省能源,延长行走时间。为此提 出并联腿机构四足步行机器人。四足稳定性好,安全性高,但是上下楼梯或台阶时座椅有较大的倾斜。为了解决这一问题, 提出一种四足/两足可重组并联腿机构步行机器人。在一般路面采用四足行走,消除使用者乘坐两足步行机器人时的恐惧心 理;在上下楼梯或台阶时采用两足行走,弥补四足步行机器人行走时产生的身体倾斜。提出四足/两足可重组步行机器人机 构上的实现方法,分析3自由度 3-UPU并联机构,以及其两两合并后的6-SPU并联机构,讨论它们在四足/两足可重组并联 腿步行机器人中的应用,通过 自由度计算进行四足/两足步行机器人的可动性分析,为四足/两足可重组并联腿机构步行机器 人的进一步研究奠定了理论基础。 关键词:步行机器人 并联腿机构 可重组机器人 自由度 中图分类号:TH112 ApplicationofParallelLegMechanismsinQuadruped/Biped RecOnlligurableW alkingRobot WANGHongbo Q1Zhengyan HUZhengwei HUANGZhen (CollegeofMechanicalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004) Abstract:Usingtheparallellegmechna isms,thelifeassistivewalkingrobotcanimprovethepayloadw·eightratio,savehtebattery energynadprolonghtewalkingtime.Therefore,aquadrupedwalkingrobotwithparallellegmechanismsispresented.Therobot featuresgoodstabilitynadhighsafeyt,buttheseathasasteepslopewhentherobotgoesupanddownstairs/steps.Inordertocope wiht thisproblem,awalkingrobotwithquadruped/bipedreconfigurableparallellegmechanismsisproposed.Ingeneralroad,the robotwalksonfourlegs,SOthathtea~raedfeelingofdisabledpeopletidinghtebipedwalkingrobotCna beeliminated;whengoing upnaddown stairs/steps,therobotwalksontwolegs,SOthatthebodyslopecausedbythequadrupedwalkingrobotcarlberemedied. Theimplemenattion ofmechanismsforthereconfigurablequadruped/biped walkingrobotisdescribed.Th e 3-UPU parallel mechanism wiht threedegreesoffreedom and the6-SPU praallelmechanism consistingoftwo 3-SPU raeanalyzed,andthe application ofparallelmechanismsin hte reconfigurable quadruped/biped
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