针对单一重复和多样的码垛工作任务,设计了一种能实现多自由度构态和1自由度构态运动的变胞码垛机器人机构,该机构可由多自由度构态调整为1自由度构态,通过1自由度构态实现工作空间内任意两点的移动。将机构分为本质支链和支撑支链,提出了对该机构进行尺度计算的方法。首先,针对工作空间对本质支链进行尺度优化,得到该支链的尺度参数;再根据1自由度构态将实现工作空间任意两个固定点的移动条件和构件尺度范围作为约束条件,计算得出支撑支链的尺度参数。进行了算例分析,得到该机构合理的构型及其尺度参数。研究工作为基于实际应用的变胞机构尺度分析提供了参考。

提出一种新型并联仿生机械腿,对该机械腿结构进行了尺度综合和优化。建立了该机械腿的位置矢量模型,推导了该机械腿的位置反解和速度映射方程,得到了速度雅可比矩阵。建立了机械腿的空间评价指标和运动灵巧指标,采用空间模型技术分析了结构参数对机械腿工作空间评价指标和运动灵巧性指标的影响规律。结合加工与装配的工艺性,应用基于性能图谱的多目标概率参数优化法,选取了一组合理的结构参数,为仿生机械腿的静力学分析、动力学分析、刚度分析、轨迹规划和运动控制奠定了基础。