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作者：潘武星;李瑞琴;宁峰平;李艳龙;丰晓东;
单位：中北大学机械工程学院;
摘要：为提高机器人承载能力，减少驱动电动机能量消耗且使轮腿模式切换平稳高效，提出了一种可重构解耦并联移动机器人构型，并对其进行了构型综合研究及解耦性和奇异性分析。根据机器人机械腿期望自由度，综合出4种主运动支链；基于螺旋理论的去约束法，综合出58种约束支链；基于螺旋理论的虚拟链法，综合出3R球面并联机构作为机械腿承载支链。随后，给出两个机器人实例。以其中一个机器人为例，建立输入-输出方程，分析了机械腿解耦性；通过反证法，验证了可重构单元的奇异位形，并基于Grassmann线几何判断出奇异类型。最后，分析了承载支链的奇异性对于机械腿运动输出的影响。结果说明，机器人机械腿采用并联支链构型，具有较强的承载能力；机器人基于约束奇异方式实现轮腿切换，可使得切换动作更加平稳；机械腿的可重构性可使得驱动电动机能量消耗减少；机械腿各驱动相互解耦，降低了控制难度，使得机械腿轮腿模式切换更加高效。
关键词：并联移动机器人;;构型综合;;螺旋理论;;可重构性;;解耦性
基金资助：山西省重点研发项目计划（202202150401018）
