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题名腿臂融合六足机器人仿生设计及分析
被引量：2
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作者
郑羿
饶思贤
高佳篷
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机构
安徽工业大学机械工程学院
特种重载机器人安徽省重点实验室
安徽省液压振动技术工程技术研究中心
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出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期545-559,共15页
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基金
安徽省教育厅高等学校科学研究项目(2023AH051118)
特种重载机器人安徽省重点实验室开放基金资助项目(TZJQR012-2024,TZJQR008-2024)。
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文摘
设计一种新型的腿臂融合仿生六足机器人,首先确定最优的机器人本体构型,从步长、步态以及转弯灵活性方面对两种本体构型进行对比;然后对机器人的不同肢体进行仿生设计。对于腿分支,根据仿生学原理确定了最优的关节转角范围、髋节长度以及大小腿节的长度比例,并从工作空间、速度椭圆和力椭圆3个方面评估六足机器人类昆虫式构型和类哺乳动物式构型的运动能力和承载能力,对于腿臂分支,参照人类手臂的关节布局,利用腿臂融合机制设计一种具有五自由度的腿臂分支,可实现腿/臂功能之间的灵活切换;在此基础上,将两者均布在圆周本体上组成了六足机器人的整体构型,最后设计机器人的整体系统,并利用研制的物理样机对机器人的步行功能、操作功能进行实验验证。研究结果表明:该仿生机器人相比于一般的六足机器人具有最优的腿分支拓扑结构,可以根据目标任务不同选择类昆虫构型或者类哺乳动物构型,并且由于类人手臂腿臂融合分支的存在,其不仅可以实现基本的步行功能,而且可实现一定的操作功能,同时完成这两种功能之间的灵活切换。
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关键词
腿臂融合
六足机器人
仿生设计
步态规划
单腿臂操作
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Keywords
leg-arm integration
hexapod robot
bionic design
gait planning
single leg-arm manipulation
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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