本文選題：機(jī)器人 + 運(yùn)動(dòng)學(xué)��； 參考：《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2017年21期

【摘要】：為了拓展農(nóng)業(yè)機(jī)器人的作業(yè)場(chǎng)合,該文對(duì)一種三自由度六足腿式機(jī)器人并聯(lián)驅(qū)動(dòng)機(jī)械腿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)靜力學(xué)性能評(píng)價(jià)及幾何參數(shù)優(yōu)選。首先,求解了足端線速度和角速度之間的耦合關(guān)聯(lián)矩陣,定義了該腿部機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo),繪制了該指標(biāo)的分布圖。其次,建立了腿部機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)靜力學(xué)模型,分別利用機(jī)械腿在重力方向的最大承載力和驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的最大扭矩定義了該腿部機(jī)構(gòu)在軟、硬地面下的驅(qū)動(dòng)靜力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)�；诰�性空間理論求解了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的約束雅克比矩陣,定義了約束靜力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)繪制驅(qū)動(dòng)與約束靜力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)分布圖揭示了該腿部機(jī)構(gòu)靜力學(xué)性能在工作空間內(nèi)的變化規(guī)律。再次,結(jié)合各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo),利用搜索法對(duì)該腿部機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)選,并給出了一組較好的幾何參數(shù)。優(yōu)選結(jié)果表明:平行四邊形鉸鏈長(zhǎng)連桿及連接連桿的幾何參數(shù)分別為330 mm和140 mm,地面接觸連桿幾何參數(shù)為320 mm時(shí),腿部機(jī)構(gòu)的綜合性能得到改善,具體表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)性能提升了5.46%,重力方向最大承載力提升了18.02%,驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的最大扭矩減小了6.33%。該研究結(jié)果可為該六足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃及控制和應(yīng)用提供參考。
[Abstract]:In order to expand the working situation of agricultural robot, the kinematics static performance evaluation and geometric parameter optimization of a 3-DOF six-legged parallel driven mechanical leg mechanism are presented in this paper.Firstly, the coupling correlation matrix between the velocity of the foot end line and the angular velocity is solved, the kinematics performance evaluation index of the leg mechanism is defined, and the distribution diagram of the index is drawn.Secondly, the driving statics model of the leg mechanism is established, and the evaluation indexes of the driving statics performance of the leg mechanism under the soft and hard ground are defined by using the maximum bearing capacity of the leg mechanism in the direction of gravity and the maximum torque of the driving joint.Based on the linear space theory, the constrained Jacobian matrix of the driving mechanism is solved, and the constrained static performance evaluation index is defined.By drawing the distribution chart of statics performance evaluation index of driving and constraint, the variation law of statics performance in workspace of the leg mechanism is revealed.Thirdly, combined with the kinematics and static performance evaluation indexes, the geometric parameters of the leg mechanism are selected by searching method, and a group of better geometric parameters are given.The results show that when the geometric parameters of parallelogram hinge long connecting rod and connecting rod are 330 mm and 140 mm respectively, and the ground contact link geometry parameter is 320 mm, the comprehensive performance of leg mechanism is improved.It is shown that the motion performance is increased by 5.46, the maximum bearing capacity in gravity direction is increased by 18.022and the maximum torque of the driving joint is reduced by 6.33.The results can provide reference for gait planning, control and application of the hexapod robot.
【作者單位】： 燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2013CB035501) 機(jī)械系統(tǒng)與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題資助項(xiàng)目(MSV201506) 河北省研究生創(chuàng)新資助項(xiàng)目(2016SJBS011)
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：1762118