腿式平台具备良好的地形适应性和机动性,可以在复杂的环境下展开作业。考虑到开链腿机构受限于关节驱动的数量、质量及响应速度,提出一种兼具上肢和下肢的新型单动力十连杆闭链腿机构,搭建具备正反两种行走模式的二十四足行走底盘,实现正面十六足行走、反面八足行走。对所搭建多足平台进行机构设计和运动学分析,得到腿部运动参量;基于单元构造和整机集成,进行步态特性分析;最后开展动力学仿真分析,验证多足行走平台的高频驱动特性、多闭链支撑牵引特性与双模式行走机动性能。

设计了一种可越障多足机器人,该机器人具有移动速度快,越障能力强等特点。腿部机构设计是影响多足机器人运动特性的重要因素之一,采用曲柄摇块机构原理设计了一种新型的多足机器人腿部机构。为了保证机器人移动过程中重心不发生变化,运用Matlab软件对踏片的踏面曲线进行设计,并分析了腿部机构不同尺寸参数对踏面曲线、单个踏片与地面接触点水平方向运动速度和加速度的影响规律。同时,设计了多足机器人的辅助爬升机构,并分析了多足机器人翻越障碍物的工作流程。最后,通过虚拟样机运动仿真以及实物样机试验验证了可越障多足机器人机构设计的可行性。

为了提高多足机器人驱动用单泵多缸液压系统中执行器的效率,在对莲的生理活动进行观察的基础上,设计了一种仿莲式结构多腔液压缸。该缸采用多个腔室,各腔室间可通过开关阀相互连通,使得液压缸的有效作用面积可调,从而提供不同大小的输出力。同时,通过优化设计使不同腔体的负载压力均匀分布,减少了主活塞偏离缸体中心线导致的泄漏及磨损,又通过回油腔和供油腔相连实现了流量补偿。本文还建立了仿莲式多腔液压缸的数学模型,并利用MATLAB和FluidSIM对其输出力和执行器效率进行仿真分析,验证了该设计的合理性。

分析了仿生多足机器人应用特点及其多关节协调控制的功能需求，设计了基于单片机的六足机器人多路舵机控制系统，硬件控制核心采用STC89C52单片机，关节驱动使用高扭矩舵机，并采用32路舵机控制器用于腿部关节的协调控制。通过试验设计，实现了六足机器人一个步态周期内的直线行走、定点转弯的模拟运动。试验结果表明，该系统控制效果良好，动作平稳，且协调性较高，具有一定的参考价值。