液压驱动缩放支链的并联式滚动机器人

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1、学兔兔www.xuetutu.com第51卷第l9期机械工程学报Vlo1．51NO．192015年10月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING0ct．2O15DoI：lO．3901／JME．2015．19．028液压驱动缩放支链的并联式滚动机器人水沈海阔丁万仝龙飞黄齐来姚燕安(北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044)摘要：提出一种新型三自由度并联式滚动机器人。该机器人以大变形、强力输出、快速响应和运动灵活为目标，构型上采用提出的新型并联机构为本体以保证机构整体刚度，设计上应用平面缩放支链作为伸

2、缩比放大机构以获得大变形能力，驱动上利用液压执行元件作为伸缩驱动输入以增强滚动机器人运动的灵活性与力量输出。其翻滚运动是通过合理规划与控制机器人质心与支撑区域之间关系而实现。对该机器人构型进行描述，并规划其翻滚运动步态，给出最优运动规则；基于此运动规则建立其运动学模型，并以算例验证了模型正确性；结合运动过程步态规划进行两个翻滚周期运动可行性的理论分析；搭建一套试验系统平台，包括液压系统与试验样机系统，开展四个滚动步态试验；样机试验结果表明了试验样机系统是可靠的且具备快速响应能力，验证了翻滚运动理论分析的正确性以及翻滚运动过程的

3、可行性。关键词：滚动机器人；平面缩放机构；液压驱动；移动并联机构中图分类号：TG156ParallelRollingRobotwithHydraulicDrivenExpandableChainSHENHaikuoDINGWanTONGLongfeiHUANGQilaiYAOYanan(SchoolofMechanicalElectronicandControlEngineering，BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044)Abstract：Anovelthreedegreesoffre

4、edom(DOF)parallelroilingrobotisproposed．Themainconsiderationforproposingtherobotaimsatacquiringlargedeformationcapability,powerfulstrengthoutput，rapidresponseandflexiblelocomotion．Therobotadoptstheparallelmechanismasitsarchitecturetoguaranteethestifnessoftherobot．Th

5、elargedeformationcapabilityisobtainedbytakingadvantageoftheplanarexpandablemechanismastheextensionratioenlargingmechanism．Theusageofthehydraulicactuationasthetelescopicinputincreasesthelocomotionflexibilityandthestrengthoutputoftherobot．Therobotrollsbyproperlyplanni

6、ngandcontrollingtherelationsbetweenthecenterofmass(CM)oftherobotandthesupportingregion．Themechanicalconstructionandconfigurationoftherobotisdescribed，therollinggaitsareplanned，andtheoptimallocomotionroleisgiven．Basedontherole．thekinematicmodeloftherobotisbuilt．Theco

7、rrectnessofthekinematicmodelisverifiedbythegivennumericalexample．Thelocomotionfeasibilityofthetwolocomotionperiodsisanalysed．Asetofexperimentalsysteminc~dingthehydraulicsystemandroboticsystemisbuilt．Fourrollingexperimentsalecarriedoutaccordingly．Theexperimentalresul

8、tsdemonstratethattheexperimentalsystemisreliableandpossessestherapidresponsecapability,andverifythatthevalidityandfeasibilityofthetheoreti