并联腿机构在四足_两足可重组步行机器人中的应用.pdf

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