设计与研究 机械 2007年第3期总第34卷
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收稿日期16作者简介1981
李
摘要
设计出快速步行的的四足步行机构
对其进行了运动学分析
四足步行机构
TH112
文献标识码
10062007
LI Jun
(Industrial Manufacturing College of Chengdu University
China)
Abstract
four feet walking mechanism
能够在
不平或松软的地面上行走而且效率不会明显降低
而步行机构的研究通常是采用仿生学的方法
四足动物是
哺乳动物中较大的群体
1 四足动物步态
不同的四足动物由于身体条件的限制和神经控
制能力的差异
即使是同
一种动物在不同的运动状态下
四足动物在慢跑的情况下
因此
且身体的重心必须落在三
足支撑点构成的三角形区域内
实现行走
身体相对地而始终作向前运动四条腿轮流抬跨
不断改变足落地位置
来保证静态稳定
才能使身体的中心
始终落在三足支撑点构成的三角形区域内
如图
1
所示
在匀速稳定慢速行走的情况下
此种步态多见于四足爬行动物
四肢实际上是对角成对相联
系
不会发生偏斜
首先
右前腿和左后腿一起
向前摆动
由图2可看出
四足动物快步跑占空系数0.5
b =利用机构学理论
可
123
4
123
4
123
4
1234
12341
23
4123
4
1
23
4
机械 2007年第3期总第34卷 设计与研究
以实现前进
爬坡等动作
故可以采用
曲柄摇块机构中的连杆来模拟其运动
后腿后蹬
采用机构并联
组合的原理
以保证协调运动
图
3 四足步行机构
3 基于CosMosMotion 的运动分析
CosMosMotion 是基于ADAMS
解决方案引擎创
建的
进行机构
的干涉分析分析机构中零
件的速度
作用力
并用动画
表格等多种形式输出结果
设计更改后
再重
新分析
可以直接使用
SolidWorks
的数据存储库
前后脚之间的距离以及
两脚的摆动角度和曲柄摇块机构
选择各杆件的长度
并利用
CosMosMotion 2005
进行运动分析
如转动变为铰接副
的转动
前腿的沿X 移动速
度
后腿的转动
角速度与角加速度如图6所示
两偏心轮相差180
这样就实现了单电机驱动四足步行机构的快步行走
左右腿各采用两个四杆机构
机构简单
易于实现四
足步态
行走过程中
行走平稳
0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.00
Time (sec)
-19
-6 72032A n g u l a r V e l - Z (d e g /s e c )
0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.00
Time (sec)
-51
-25-02551A n g u l a r A c c e l - Z (d e g /s e c **2)
图4前腿的转动角速度与角加速度
0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.00
Time (sec)-6
-3047T r a n s V e l o c - X (m m /s e c )0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.00
Time (sec)-8
-4-03
7T r a n s V e l o c - Y (m m /s e c
)0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.00
Time (sec)
4
5678T r a n s V e l o c - M a g (m m /s e c )图5前腿的沿X 移动速度和沿Y 移动速度与速率
0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.00
Time (sec)
-41
-20 02141A n g u l a r V e l - Z (d e g /s e c )0.000.801.602.403.204.004.805.606.407.208.00
Time (sec)
-76
-40-43268A n g u l a r A c c e l - Z (d e g /s e c **2)
图6后腿的转动角速度与角加速度
参考文献
吉林大学学报
33
121-125
万隆君. 四足步行机器人稳定性步态分析[J]
2001
5
[3] 曲继方
曲志刚. 机构创新原理[M]
科学出版社
A B C X
Y
23456
7
O 2
O 1前腿
后腿
1
基于CosMosMotion的四足步行机构的设计
作者：孙付春， 李珺， SUN Fu-chun， LI Jun
作者单位：成都大学,工业制造学院,四川,成都,610106
刊名：
机械
英文刊名：MACHINERY
年，卷(期)：2007，34(3)
被引用次数：2次
参考文献(3条)
1.陈东辉.佟金人和动物的步态与步行机器人[期刊论文]-吉林大学学报(工学版) 2003(04)
2.徐轶群.万隆君四足步行机器人稳定性步态分析[期刊论文]-制造业自动化 2001(05)
3.曲继方.安子军.曲志刚机构创新原理 2001
相似文献(1条)
1.学位论文孙付春步行机器人的行走控制2006
目前，科学技术的发展大力推动了机器人技术的研究和应用，越来越多的工业机器人被应用到各种生产线上，工业机器人的研究也逐步成熟。但对于移动机器人尤其是步行机器人的研究相对较少，而机器人研究的目标就是使机器人越来越具有人类的特征。
本文通过大量的资料查阅和观察、试验的方法，对双足、四足、六足步行机器人展开了研究。从仿生学的角度研究了各种步行机器人的步态和体态，并设计四足步行机构。针对现有多足机器人多采用刚性腿机构，本文提出缓冲腿机构。现有仿人机器人多以串联机构为主，本文在分析各并联机构的性能图谱的基础上，提出了串并联结合的仿人机器人机构
，进行了自由度的合理分配和关节并联机构的选型，并进行了运动学建模和分析。基于ZMP理论，本文提出了仿人机器人的稳定性模糊控制系统，使用MATLAB对其进行了仿真。
引证文献(2条)
1.汪永明.余晓流.汪丽芳.汤文成轮腿式步行机构设计及其运动仿真[期刊论文]-现代制造工程 2010(2)
2.汪永明.余晓流.汪丽芳.汤文成一种新型的仿生步行机构及其运动仿真[期刊论文]-机械传动 2010(2)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/ac606937.html,/Periodical_jx200703008.aspx
授权使用：沈阳理工大学(sylgdx)，授权号：f6387613-65b9-4cae-8948-9e05010c1c33
下载时间：2010年10月4日