双曲轴驱动的八足趴卧式步行机器人设计分析

简介

采用类似昆虫趴卧式关节腿结构,以2个电机分别独立驱动2条曲轴、进而分别带动与2条曲轴铰接的步行腿机构的技术,研发了一种八足趴卧式步行机器人。该机器人每条步行腿机构均是由曲柄连杆机构组成的大腿、小腿及胯关节和膝关节;且每条步行腿均是由2个曲柄控制,以实现其前后和上下摆动,能模拟昆虫类步行腿三维空间的爬行步态。通过对腿足结构原理的分析,建立爬行腿坐标系及其各连杆间空间变化矩阵的运动学模型;并以此分析了该机器人整机的爬行工作原理和典型爬行步态运动方式。最后,通过样机制作和行走试验表明该机器人可以实现整机爬行运动要求,验证了其机械原理、运动学模型的正确性和设计方案可行性,其机械原理、曲轴结构设计、仿生步行腿设计和曲轴曲柄连杆驱动、传动系统的设计方案等,均可为将来更好的完善多足步行机器人开发应用提供参考依据。