提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动。在论述该仿生马机器人结构与工作原理的基础上,进行了机器人的运动学建模与分析。利用环路矢量法建立各机构运动学方程,利用牛顿迭代法对非线性位移方程进行了求解。采用Matlab开发了求解机器人行走腿位移、速度、加速度运动的统一程序。通过实例计算,对采用电机等速驱动机器人产生的行走腿端点位移、加速度特性进行了分析。为后续优化机器人性能奠定了基础。

提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动,具有两个驱动自由度,能够实现足端轨迹跨距与高度的调整。论述了凸轮连杆组合机构驱动的仿生马机器人结构与工作原理,开展了机器人的运动仿真研究。利用SolidWorks软件建立机器人模型,并导入到Adams软件中进行动力学仿真分析。通过运动规划给定电机驱动函数,实现了仿生马机器人的行走运动。进一步分析得到了机器人在抬腿和落地运动过程中,足端与地面之间的接触力变化规律及相应的运动轨迹变化趋势。针对仿生马机器人运动仿真中整体出现的跳动现象,提出了采用电机变驱动规律以改良跳动的措施。研究结果为该类机器人参数的优化设计及实用化提供了理论支持。

为了解决末端从动件按一定运动规律往复运动的凸轮连杆组合机构的设计问题,采用解析法对凸轮连杆组合机构进行求解,推导出凸轮连杆组合机构的设计理论公式,然后利用MATLAB对理论公式进行编程计算,并绘制出凸轮理论轮廓曲线,再使用Adams求出第二条凸轮轮廓曲线进行对比验证。利用推导出的设计理论公式,并借助MATLAB和Adams进行实例求解,得到了两条凸轮轮廓曲线,将二者进行对比验证,两条凸轮轮廓曲线完全重合,证明推导出的凸轮连杆组合机构的设计理论公式是正确的。