随着人类对未知空间探索的深入,移动机构正广泛应用于生产、生活、科学研究、国防安全等各个领域。传统的翻滚机构虽然具有结构稳定、较强地形适应性等优势,但是相对于滚动机构,其移动速度低、存在冲击始终是其难以克服的缺点,所以开发出以翻滚形式实现滚动的移动机构具有重要的意义。本文闭链弓形五连杆机构的准静态移动机理及越障性能研究综合了国内外的最新研究成果,将弓形杆件应用到闭链五杆机构中,通过改变机构的形状实现机构的翻滚和越障。 闭链弓形五连杆机构通过控制各关节张角大小来调整机构位形,使质心相对于触底杆所在的虚拟圆的形心发生偏置,产生质心偏置力矩来驱动机构翻滚;通过把弓形杆件与障碍物的接触点看做杠杆支点,把越障下的闭链弓形五连杆机构简化成杠杆模型,利用杠杆原理实现越障。 本文首先根据运动需求进行结构设计,利用Pro/E建模并优化结构参数,进行运动学仿真研究运动的可行性,同时利用动力学仿真模块进行估算电机转矩;然后建立闭链弓形五连杆机构的运动学模型,分别进行弓形杆触地和关节点触地时的运动学分析,研究了闭链弓形五连杆机构的准静态翻滚并对关节轨迹进行规划。然后提出闭链弓形五连杆机构三种越障方案,研究其初始条件、摩擦力、奇异位形对越障性能性能影响,并利用杠杆原理对其中的准静态越障方案进行运动学分析,探究闭链弓形五连杆机构的越障性能。最后对该闭链弓形五连杆机构的控制系统进行设计,制造并转配全尺寸样机并搭建测试平台进行功能验证试验。……
