一种新颖的轮腿式机器人腿部结构设计与分析

作者:陈明方; 朱恩枭; 魏松坡*; 黄良恩; 张永霞
来源:机械科学与技术, 2023, 1-15.
DOI:10.13433/j.cnki.1003-8728.20230251

摘要

四足机器人因良好的地形适应性很受青睐,但高能耗导致续航较差的问题也很突出,轮足机器人恰好相反,因此轮腿式机器人应运而生。本文设计了一款轮腿式四足机器人的腿部结构,可根据不同的地形在轮式和足式运动间自由切换,能兼顾地形适应性和能耗优化。为轮式运动设计了稳定的腿部三角形支撑结构和独立悬挂装置,增强了轮式运动的稳定性和腿部柔性;对腿部结构受力分析,选定了关节电机的关键参数;根据关节电机输出扭矩对腿部结构进行了有限元分析和轻量化设计,很好地控制了腿部惯量;建立了机器人足式和轮式的运动学模型,最后通过运动学仿真验证了该腿部结构设计轮足运动的可行性和合理性。

全文