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机械科学与技术2025年第11期:弹跳/栖息机器人臂爪设计及动力学建模

来源:期刊VIP网 时间:


作者:许勇;刘凌霄;李俊楠;魏馨梅;郑佳乐;赖磊捷;

单位:上海工程技术大学机械与汽车工程学院;

摘要:提出了一种在非结构化环境中具备抓取和栖息能力的带臂爪弹跳/栖息机器人。基于折叠缓冲和回弹锁定机理,设计了受猛禽启发的、可将瞬时碰撞能量被动转化为强大抓取力的欠驱动臂爪,实现了机器人与栖息物的可控高速碰撞及可靠栖息。建立了机器人三维弹跳/空中抓握动力学模型,推导了机器人腿部电机驱动扭矩和惯量尾电机驱动扭矩的解析解,实现了机器人的可控连续跳跃和三维姿态实时控制。基于上述动力学模型,进行了机器人质心依次抵达三维空间中目标位置点的连续跳跃仿真和空中抓握仿真。仿真结果表明,机器人有望通过三维跳跃获得抓握/悬垂、空中栖息/观测作业能力,从而验证了该文提出的欠驱动臂爪设计方案和连续弹跳/空中抓握动力学模型的可行性。

关键词:欠驱动臂爪;;折叠缓冲系统;;回弹锁定机构;;三维弹跳/空中抓握动力学模型

基金资助:上海市自然科学基金面上项目(21ZR1426000)