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题名全向运动仿生腿尺寸参数优化与试验
被引量：1
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作者
徐毓泽
卢钟岳
朱一鸣
罗自荣
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机构
国防科技大学智能科学学院
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出处
《农业机械学报》
北大核心
2025年第1期484-496,共13页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52175069)。
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文摘
本文设计一款驱动固定集中、足端无伴随转动特征且具有全向运动能力的腿部机构(全向运动仿生腿OmnilLeg),以提升全向运动仿生腿性能为目的,提出一种多目标分层优化方法对其尺寸参数进行优化。给出了腿部机构的运动学和静力学模型,构建了6项性能评价指标,包括极限步长、极限步高、两项运动学性能指标(雅可比矩阵条件数均值、运动学性能波动情况)、两项静力学性能指标(力传递能力、力传递稳定性)。分析了全向运动仿生腿各尺寸参数对6项性能评价指标的影响程度和规律。结合蒙特卡洛法提出了以极限步长和极限步高为主要指标,以运动学性能和静力学性能为辅助指标,将优化目标分层的多目标尺寸参数优化方法,对全向运动仿生腿尺寸参数进行了优化。分析了全向运动仿生腿运动学和静力学性能,末端工作空间在-0.07 m≤(x、y)≤0.07 m、5°≤γ≤85°的区域内时,全向运动仿生腿具备更好的运动学和静力学性能。基于优化所得的尺寸参数搭建了全向运动仿生腿原型样机,并搭建了单腿测试平台,通过末端加载试验验证了运动学和静力学性能。研究结果为全向运动仿生腿进一步研究奠定基础。
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关键词
全向运动仿生腿
多目标优化
尺寸参数优化
运动学性能
静力学性能
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Keywords
bionic leg capable of omnidirectional legged locomotion
multi-objective optimization
optimization of dimensional parameters
kinematic properties
statics properties
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分类号
TP24
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名全向运动仿生腿运动学及动力学建模与实验
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作者
徐毓泽
卢钟岳
朱一鸣
罗自荣
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机构
国防科技大学智能科学学院
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出处
《中国机械工程》
北大核心
2025年第4期811-820,共10页
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基金
国家自然科学基金(52175069)。
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文摘
介绍了一种新型3自由度串并混联型腿部机构——全向运动仿生腿,并对该腿部机构进行数学建模。基于全向运动仿生腿的特殊构型和运动形式,提出了一种多方法联合的运动学建模方法,根据不同部分的特点分别应用旋量法和几何法进行单独运动学建模,再结合影响系数法得到整机运动学模型。所提方法可以降低从整体的角度进行建模的难度。采用拉格朗日法建立了全向运动仿生腿的动力学模型。通过仿真及样机实验验证了全向运动仿生腿理论模型的正确性。
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关键词
全向运动仿生腿
串并混联腿
多方法联合建模方法
运动学模型
动力学模型
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Keywords
bionic leg capable of omnidirectional legged locomotion(omnilleg)
serial-parallel leg mechanism
multi-method combined modeling method
kinematics model
dynamics model
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分类号
TP24
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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