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足式机器人相比轮式和履带式机器人,具有更好的环境适应性。而四足机器人相比双足机器人具有更好的稳定性和较强的承载能力,同时比六足、八足步行机器人结构简单,因此,四足机器人比其他足式机器人具有更明显的优势。
在液压四足机器人的机构设计过程中,针对四足哺乳动物(如:马、骆驼等)善于奔跑和负重的特点,运用了仿生学原理,即根据四足哺乳动物的骨骼以及运动特性对液压驱动的四足机器人的结构进行了设计。
液压驱动特点是使系统具有快速高效率,同时液压驱动相比于其他驱动又具有驱动平稳、功率与质量比大、调速简单、控制容易以及可以实现大范围的无级变速等特点。为了实现机器人的高负载、不平地面的高适应性运动要求,提出了两种的液压四足机器人腿结构。一种是带有平行四边形结构的四连杆腿模块机构,另一种是传统的曲柄滑块四连杆机构,并对两种机构进行了运动分析比较。基于MATLAB的SimMechanics软件模块,进行了仿真分析,结果表明带有传统的曲柄滑块四连杆腿模块机构的液压机器人具有较好的传动性能,腿结构的液压缸运动更为平稳,可确保机器人整体性能的优越性;本文还应用了三维Proe/e软件,对液压驱动四足机器人的整体结构进行了三维建模,并针对该立体模型进行机器人正向和逆向运动学分析;另外,本文还对该液压驱动的四足机器人进行了稳定性分析,为将来机器人实现平稳运动提供了一定理论基础。